Icke-förstörande testteknik och dess tillämpning (1)

Ultraljudstestning (UT), som tillämpas i industriell oförstörande testteknik, är den snabbast växande och mest använda icke-förstörande testningstekniken inom NDT-teknik, och den spelar en mycket viktig roll. Metoden som används för att generera och ta emot ultraljudsvågor i ultraljudstesttekniken som huvudsakligen utnyttjar den piezoelektriska effekten av kristaller, dvs. pizoelektriska keramiska skivkristaller (såsom kvartskristall, bariumtitanat och piezoelektrisk keramik såsom blyzirkonattitanat). När deformation inträffar under åtgärden kommer det att finnas ett elektriskt fenomen, det vill säga dess laddningsfördelning kommer att förändras (positiv piezoelektrisk effekt). Omvänt, när en laddning appliceras på den piezoelektriska kristallen, kommer den piezoelektriska keramiska kristallen att spännas, det vill säga elastiskt deformeras. (omvänd piezoelektrisk effekt). Därför tillverkas en ultraljudsgivare (sond) genom att använda en piezoelektrisk kristall, och en högfrekvent elektrisk puls matas in till denna, och sonden genererar ultraljudsvågor med samma frekvens som sänds ut till föremålet som ska inspekteras, och när den tar emot ultraljudsvågen genererar sonden samma frekvens. Den högfrekventa elektriska signalen används för att detektera displayen. Förutom användningen av den piezoelektriska effekten, i vissa fall, den magnetostriktiva effekten (fenomenet att det starka magnetiska materialet deformeras under magnetisering, vilket kan användas som en vibrationskälla eller för töjningsmätning), och användningen av elektrodynamiska metoder (till exempel, elektromagnetisk-akustiska eller virvelljudmetoder som beskrivs senare i detta kapitel.

När ultraljudsvågen utbreder sig i det elastiska mediet, beroende på förhållandet mellan vibrationsmönstret för mediets stödpunkt och ultraljudsvågens utbredningsriktning, kan ultraljudsvågen delas in i följande typer

(1) Longitudinell våg (L-våg, även kallad kompressionsvåg, sparse wave) - Kännetecknet för longitudinell våg är att vibrationsriktningen för partikeln i ljudmediet är densamma som utbredningsriktningen för ultraljudsvågen (se bilden till höger)

(2) Skjuvvåg (kallad S-våg, även känd som tvärvåg, kallad T-våg, även känd som skjuvvåg eller skjuvvåg) - Tvärvågens karaktäristik är vibrationsriktningen för partikeln i ljudmediet och utbredningsriktningen för ultraljudsvågen. och förhållandet mellan bildpunktens vibrationsplan och utbredningsriktningen för ultraljudsvågen är vidare uppdelad i en vertikalt polariserad tvärvåg (SV-våg, som är den mest använda tvärvågen i industriell ultraljudstestning) och horisontellt polariserad tvärvåg (SH-våg, även känd som Love Wave-le Libo är faktiskt det seismiska vibrationsläget för seismiska vågor).

Ena änden av sensorstaven i den längsgående vågsonden är fixerad med en styv kropp med stor massa, och den andra änden är inlagd med en diamant. När intryckaren inte är i kontakt med provbiten (vänster a), är intryckaren i ett fritt tillstånd. Efter att den längsgående vibrationen har bildats är den fasta änden av sensorstaven vibrationens vågnod, och huvudänden blir vibrationens antinod på grund av den största amplituden, så längden på stången är lika med 1/4 av vibrationsvåglängden, och frekvensen är att sensorn är i det fria tillståndsfrekvensen i resonansfrekvensen. När änden av sensorn är helt fastklämd av teststycket och den stora styva kroppen, är det idealiskt att båda ändarna av sensorstaven blir vibrationsvågsnoder, och stavens längd är lika med vibrationsvåglängden är 1/2, och resonansfrekvensen vid denna tidpunkt är lika med två gånger den initiala frekvensen när det fria tillståndsänden är i intryckningsänden.