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窄脉冲超声波探伤技术研究

作　者: 和世海
导　师: 陈佩寅
学　校: 机械科学研究总院
专　业: 材料加工工程
关键词: 粗晶材料超声检测窄脉冲斜探头
分类号: TH878.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 130次
引　用: 2次
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内容摘要

随着现代工业规模的不断扩大、深化,综合性能优异的粗晶材料在国防、航空航天、核电等领域的应用愈来愈多。粗晶材料由于自身微观结构的特点,使其对超声波的散射非常强烈,引起严重的材料噪声和信号衰减,严重降低了超声检测的灵敏度和信噪比,到目前为止,粗晶材料的检测仍然是超声检测领域的一大难题。本文的重点为检测用窄脉冲探头的研制及其频率变化所产生的影响规律。主要工作为：测定了制作探头所需的基础数据,确定了环氧树脂和钨粉的质量配比,制订了探头的制作工艺,通过高阻抗背衬和匹配电路的双重作用,可以获得较为理想的窄脉冲探头。测定了粘贴背衬、匹配电路对不同频率压电晶片声学性能的影响,发现晶片频率较低时受背衬、电路的影响小于高频晶片。对不同频率探头的性能进行了对比,发现随着探头频率的增加,其探伤灵敏度逐渐降低,即低频探头的探伤性能优于高频探头。与国内外的同种探头横向对比结果表明,自制的窄脉冲探头的脉冲宽度、脉冲周期数等性能参数要优于国产的商用探头,但与国外先进探头仍存在一定的差距。如何进一步缩短脉冲持续时间,提高探头灵敏度是下一步工作的重点。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章文献综述  13-27
  1.1 无损检测技术  13-19
    1.1.1 无损检测的历史与发展  13-16
    1.1.2 超声无损探伤发展的国内外概况及现状  16-19
  1.2 粗晶材料的发展应用与组织特点  19-22
  1.3 超声检测在粗晶材料无损探伤领域的应用  22-26
  1.4 本论文的研究内容  26-27
第二章探头元件基础数据的测量与分析  27-41
  2.1 本章引言  27
  2.2 实验所需基础数据的采集  27-40
    2.2.1 PZT晶片的发展及选用  27-32
    2.2.2 钨粉、环氧树脂的选择及在背衬中的作用  32-34
    2.2.3 声速的测定  34-40
  2.3 本章小结  40-41
第三章粗晶材料窄脉冲超声探头的研制  41-70
  3.1 本章引言  41
  3.2 窄脉冲探头的结构与性能要求  41-43
  3.3 高阻抗背衬的研制  43-59
    3.3.1 背衬在探头中的作用及性能要求  43-46
    3.3.2 背衬的研制工艺  46-49
    3.3.3 实验数据的测量与分析  49-57
    3.3.4 自制背衬与国产商用探头扫描电镜结果分析  57-59
  3.4 探头电路的阻抗匹配  59-66
    3.4.1 电路匹配原理  60-61
    3.4.2 电路匹配数据的测量与分析  61-66
  3.5 斜楔块的设计与制作  66-68
    3.5.1 斜楔块的作用及性能要求  67
    3.5.2 斜楔块的外形尺寸设计及加工  67-68
  3.6 本章小结  68-70
第四章探头性能对比及实际探伤结果  70-82
  4.1 本章引言  70
  4.2 探头性能参数的测定  70-73
  4.3 不同频率探头的性能对比  73-78
  4.4 与国内外同种探头的对比  78-81
  4.5 本章小结  81-82
结论  82-83
参考文献  83-86
致谢  86-87
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  87

窄脉冲超声波探伤技术研究

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