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穿透法:第二个波为什么会消失

无缺陷时穿透法本来就是两个波,第一个低、第二个高;有缺陷时消失的是第二个——这才是穿透法真正的判据

先分清楚:反射法测"弹回来",穿透法测"穿过去"

超声检测按原理分类,常见的是脉冲反射法穿透法。脉冲反射法只用一个探头, 既发射又接收,架在工件同一侧,靠"声波弹回来"工作。穿透法则用两个探头,分别贴在工件相对的两个面上, 一个专门发射,一个专门接收,靠"声波有没有顺利穿过去"工作。这个结构差别决定了两种方法波形的样子完全不同: 脉冲反射法的"多个波"是同一探头反复折返出来的;穿透法的"两个波"则是两件不同的事——一个是恒定的参考标记, 一个是真正的穿透信号,读懂这一点才能看懂图5-13里"消失的是哪个波"。

脉冲反射法:第二个波是"弹回去、再弹回来"弹出来的

声波从探头出发,走到底面反射回来,被同一个探头收到——这是第一个底波 B1。 但声波回到检测面(探头所在的这一面)时,并不会被"收干净":探头/耦合层和工件之间存在声阻抗差异, 一部分声能会重新反射回工件内部,继续往底面走,再弹回来,被同一个探头第二次收到——这是 B2。 这个"到底面、弹回检测面、再弹回底面"的过程会重复很多次,形成 B1、B2、B3……依次衰减的多次底波。

一个探头,声波在检测面与底面之间来回"折返" 探头 工件 底面 每次回到检测面(顶部,探头贴合处),一部分声能 被反弹回工件里继续走,于是同一个探头能依次收到 B1、B2、B3……逐渐衰减的多次底波 A扫描显示(幅度 vs 时间) T 始波 B1 B2 B3 声程越走越远(多经过几个来回),到达越来越晚、幅度越来越低——但都是同一个探头收到的
脉冲反射法只有一个探头,既是"出发点"也是"折返点":声波每次回到检测面,一部分被反弹回工件继续走, 于是同一个探头能依次收到 B1、B2、B3……多次衰减的底波。

穿透法:一个恒定的参考波 + 一个反映穿透能量的透射波

穿透法把发射和接收拆成了两个探头,分别贴在工件相对的两个面上。仪器在同一个时基上同时显示两个信号: 第一个波是发射脉冲的显示/参考标记——它只是标示"发射探头此刻发了一个脉冲",基本不经过工件传播, 所以不管工件里有没有缺陷,它都稳定存在,幅度低且恒定。第二个波才是真正穿过工件、被对面接收探头 收到的透射波,它的幅度直接反映"声能有多少顺利穿过了工件"——这才是穿透法真正拿来判断缺陷的信号。

(a) 无缺陷:声能顺利穿过,两个波都在 发射 工件(完好) 接收 发射探头 接收探头 A扫描显示(接收端) ① 参考波(低、恒定) ② 透射波(高) (b) 有缺陷:声能被挡住,透射波消失,只剩参考波 发射 缺陷 接收 发射探头 (挡住/散射了穿透声能) 接收探头 A扫描显示(接收端) ① 参考波还在 ② 透射波消失了
穿透法屏幕上原本就有两个波:低而恒定的①参考波(发射时刻的标记)和高低随缺陷变化的②透射波。 无缺陷时两个都在;有缺陷时缺陷挡住了穿透声能,只有②透射波消失,①参考波依然存在。

两种方法一张表对比

脉冲反射法穿透法
探头数量/位置1 个,工件同一侧2 个,工件相对两侧
波形特点T + 多次底波 B1、B2、B3……①参考波(恒定)+ ②透射波(随缺陷变化)
"消失的波"从哪来底波因缺陷散射能量而减少、次数变少透射波因缺陷阻挡穿透声能而幅度骤降/消失
怎么判断缺陷看缺陷回波 F,或底波高度/次数变化看②透射波幅度是否下降(声影法)
盲区始波附近有盲区,近表面缺陷可能漏检不依赖回波,没有始波盲区
灵敏度短板小缺陷造成的声能损失小,容易漏检

所以"穿透法只显示一个波",指的是有缺陷的情况:这时透射波因为声能被挡住而消失, 只剩下那个跟工件状态无关、恒定存在的参考波。无缺陷时,穿透法本来就是两个波都在——第一个低、第二个高。

知识来源:现行 GB/T 12604.1—2020《无损检测 术语 超声检测》(2020-11-19发布/2021-06-01实施,采用 ISO 5577:2017, 代替已废止的 GB/T 12604.1—2005)界定了"穿透技术"术语;下方定义文字引自旧版 GB/T 12604.1—2005/ISO 5577:2000 第9.22条,新版条款号及措辞可能已调整,未逐字核对新版原文——超声波由一个探头发射,穿过受检件进入另一探头, 根据透射波强度的变化对材料质量进行评定;《全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材·超声检测(第2版)》 (郑晖、林树青主编)5.1.3节"穿透法"及图5-13(无缺陷/有缺陷波形对比);多次底波法(B1/B2/B3)机制见 《超声检测》第2版 5.1.1节。图5-13中两个波的具体图注文字未能从 OCR 中提取,"第一个波=发射参考标记" 是按标准定义与波形规律反推的识别,如教材原图注命名不同,以教材原文为准。文中两张图为示意性矢量线条图, 用于讲清楚原理,不是真实仪器画面截图。
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