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超声波检测技术的应用和发展

超声波检测技术的应用和发展

            1、超声波检测的发展

            利用超声波进行无损检测始于20世纪30年代。1929年前苏联Sokolov用超声波探查金属物体内部缺陷。到了20世纪40年代美国的Firestone推出了脉冲回波式超声检测仪。发展到60年代,超声检测技术已经成为有效面可靠的无损检测手段,并在工业探伤领域得到了广泛应用。80年代末计算机和电子技术的发展带动了数字式检测仪的发展,使得检测数据更加形象具体。随着工业自动化的提高,无损检测技术已经可以运用在生产的每一步中,能够实现在线检测。成像技术、相控阵技术、人工智能、人工神经网络、相适应技术的逐步成熟促进了超声无损检测技术的应用发展。

            超声波是指频率大于20khz,并且能在连续介质中传播的机械波。常用的超声波检测方法有共振法、穿透法、脉冲反射法等。

            用非接触法进行无损检测时,加入耦合剂是为了减少超声波在探头与检测面的之间损耗,提供较好的穿透能力,获得更好的检测效果。常见的非接触式超声检测技术有电磁超声检测技术、空气超声检测技术以及激光超声检测技术。

            2、超声波检测技术的应用

            超声波检测技术在建筑工程、轴承状态监测、泄漏检测、电气检测等方面所具有的优势性弥补了传统检测手段的不足,使超声波检测在预防性维修中发挥了应有的作用。例如:

            2.1超声波检测混凝土缺陷

                

            采用超声脉冲检测混凝土缺陷的基本依据是,利用脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化来判定混凝土的缺陷。超声脉冲波在混凝土中传播速度的快慢,与混凝土的密实度有直接关系,对于原材料配合比、龄期及测试距离一定的混凝土来说,声速高则混凝土密实,相反则不密实。当有空洞或裂缝存在时,便破坏了混凝土的整体性,超声波脉冲只能绕过空洞或裂缝传播到接收换能器,因此传播的路程增大,测得的声时必然偏长或声速降低。

            根据上述原理,可以利用混凝土声学参数测量值和相对变化综合分析,判别其缺陷的位置和范围,或估算缺陷的尺寸。在滨德高速公路工程的检测工作中,运用了以上介绍的多种措施和处理方法,对出现的声测管堵塞困难做了较好的克服,为工程的顺利进展奠定了良好的基础。

            2.2轴承状态的检测

                

            目前超声波检测技术是检测轴承初期损坏最可靠的方法。超声波所发出的警信比温度上升或动力的增加还早,因此超声波检查可用来辨识轴承初期疲劳、滚道表面的压迫侵蚀、润滑油多或少。使用超声波检测可同时监听轴承的声音及趋势分析。超声波检测仪的调频能力,可轻易地调到轴承波段并将其孤立,使分析工作不收噪音影响。测试轴承和机械设备,则需要建立一个声音水平的基线值和音质环境,在监测时对比读值和声音样本来做趋势分析。

            2.3电气检测 

           

            电器设备的早期局部放电检测,对保证设备本身的安全起着至关重要的作用。 

            常见的电器设备局部放电故障有:电晕、电弧、和电痕。电晕和初期的电痕不会产生热量,用红外热像仪无法检测,但他会产生超声波信号,用超声波检测仪可以远距离进行检测:电弧和严重的电痕在产生超声波的同时也会产生热量,因此用红外和超声波的方法都可以进行测试。但当局部放电发生在设备内部时,用红外成像技术的方法也无法发现。不难看出超声波检测仪能在红外线测温仪检测出温度之前就能检测到因绝缘损坏和松动产生的超声波信号。

            超声波检测仪对高压输电绝缘子、变压器、开关柜等电器设备进行检测时,超声波检测仪的灵敏度非常高,当绝缘子周围的空气被电离时,会产生化学反应,腐蚀金属部件,削弱绝缘体的绝缘能力。超声波检测系统可以完善绝缘检测工作,可以探听到绝缘子故障、线套、变压器、端套、避雷针等故障声响。

            3.结论
 
            现代无损检测技术沿着智能化、自动化、图像化、数字化、小型化、系列化、多功能化、信息化和交叉领域的方向发展。检测技术、成像技术的成熟,超声检测技术已经满足现代质煞对无损检测的要求。无线通信技术和计算机的应用,使得超声检测技术可以克服传统技术上有线传输的种种缺点。在国民经济高速发展的趋势下,超声检测作为许多产品质量保证的重要手段之一必将得到更多的关注和提高。
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