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超声波检测是目前应用十分广泛的一种无损检测法,它对材料或工件的表面和内部缺陷有很强的检测能力。目前超声波检测技术正与其他学科技术相结合,向自动化、数字化、智能化方向发展,本文在研究超声波探头的声波特性和常用A型脉冲反射式超声波探伤仪的系统结构的基础上,提出了把传统的无损检测技术与现代信息技术相结合,研究设计自动超声成像系统模型,实现在实验室条件下完成材料或工件缺陷的准确检测。为了减少被测工件对超声波信号产生的衰减,采用了具有声束聚焦性能的聚焦换能器作为系统的检测探头;为了准确控制换能器在检测工件时的位置,研究设计了控制机械扫描装置的扫描控制器;为了得到直观的检测结果,运用了将超声检测与微机控制和微机进行数据采集、存贮、处理、图像显示集合在一起的超声C扫描成像技术,并得到了工件内部缺陷的横截面图。在处理图像时,通过对聚焦换能器声场中声压分布的特性分析获得了缺陷的尺寸和形状,由此判定缺陷的性质,实现了对缺陷的定性和定量研究。
检测结果表明,超声成像系统实现了对被测工件中缺陷的成像和定位,尤其是对平面型缺陷的检测更为有效,能使缺陷成像清晰,易于判别。同时,该技术和所研制的测试装置又具有自动步进、精确定位的性能,适合大型材料制品、管件的无损检测,具有较高实用性。结合聚焦换能器的声场特性,一方面可以提高检测的精度,另一方面又可以获取缺陷的尺寸和形状。因此,自动超声成像系统在工业材料、工件的无损自动检测方面有着良好的应用前景。