Основной механизм работы ультразвукового дефектоскопа заключается в использовании характеристик распространения высокочастотных звуковых волн (обычно более 20 кГц) в твердых материалах для обнаружения внутренних дефектов. Его физическая основа - принципы отражения, пропускания и дифракции волн.

Весь процесс начинается с ультразвука, испускаемого зондом. пьезоэлектрические чипы в зонде генерируют высокочастотные механические вибрации, то есть ультразвук, под действием электрического импульса. Эта звуковая волна поступает в проверяемый объект с определенной скоростью и направлением. Скорость звука зависит от модуля упругости и плотности материала и является основным ключевым параметром для расчета местоположения дефектоскопа.

Когда ультразвук распространяется по материалу, если материал равномерно плотный, звуковые волны будут плавно продвигаться вперед, пока они не будут отражены на дне или на другом конце. Однако при возникновении дефекта (например, пористости, трещины, включения) на интерфейсе происходит отражение из - за существенной разницы между дефектом и акустическим сопротивлением материала матрицы изделия (произведение плотности и скорости звука). Эта часть отраженного ультразвука (называемого дефектным эхом) принимается зондом и снова преобразуется из пьезоэлектрического чипа в электрический сигнал.

Основной функцией дефектоскопа является точная обработка этих эхо - сигналов. Он усиливает электрические сигналы, фильтрует их и отображает на экране. Горизонтальная ось экрана представляет время распространения звуковой волны (или преобразованное расстояние), а продольная ось - амплитуду эха. Оператор прибора определяет дефект, наблюдая положение и высоту эхо - сигнала, появляющегося на экране:

Определение дефекта: В зависимости от разницы во времени между излучающей волной и эхом дефекта, а также известной скорости звука материала, прибор может точно рассчитать глубину расстояния дефекта до поверхности обнаружения.

Количественная оценка дефекта: высота дефектного эха обычно зависит от размера площади отражения дефекта. Эквивалентный размер дефекта можно оценить, сравнив высоту эха « искусственного дефекта» известных размеров (например, плоское донное отверстие на стандартном пробном блоке).

Идентификация дефектов: дефекты различного свойства (например, точечные включения, плоские трещины) создают формы волн с различными характеристиками. Опытные операторы могут выполнять вспомогательное суждение в сочетании с характеристиками формы волны и местоположением дефекта.

Подводя итог, ультразвуковой дефектоскоп похож на врача, который делает « B - УЗИ» для промышленных материалов, активно излучая звуковые волны и « слушая » эхо от внутренних структур, на основе твердых принципов флуктуационной физики для достижения точного позиционирования, количественной оценки и оценки невидимых дефектов, обеспечивая тем самым безопасность и целостность ключевых структур.