超声波衰减与动态滤波及超声波探伤原理

超声波探伤原理

超声探伤是一种常规的无损检测技术，利用超声波在材料中传播时遇到界面（如裂纹、气孔缺陷）反射回来的回波特征来分析与检测被测物体内部的缺陷情况。超声波探伤方法按照原理的不同可以分为脉冲反射法、脉冲透射法和共振法。目前应用最广泛的还是脉冲反射法探伤。超声相控阵技术中仍然是脉冲反射法探伤法，只不过利用了相控阵技术。

超声波衰减与动态滤波

超声波在弹性介质中传播时，由于介质对声波的散射、吸收以及超声波束自身的扩散等因素，其能量(振幅，声强等)随距离的增大而逐渐减小的现象，称为超声波的衰减。介质对超声波的衰减机理十分复杂，很难对它们进行准确的理论分析，一般只能通过实际测量来确定其衰减系数，且不同的超声波类型和不同的频率，在相同的介质中有不同的衰减系数。对于金属探伤而言，超声波在普通碳素钢中的衰减与频率大致成线性关系。例如普通碳素钢在超声频率为 4.5MHz 的衰减系数为1.1dB cmi，因此频率为 4.5MHz 的超声波在普通碳素钢中来回传播 20cm 时将衰减 22dB。

随频率增加的衰减对发射脉冲的频谱不利，因为高频分量比低频分量衰减的多，致使发射信号的频谱的中心频率将随着超声脉冲向深处传播而下移。因此希望在近场选择具有良好分辨力的高频分量以及容易达到材料深部的低频分量，动态滤波就是用来自动选择以上具有诊断价值的频率分量，动态滤波就是根据发射回波的深度不同采用不同的滤波器。