北京邮电大学：《大学物理实验》课程PPT教学课件（讲稿）超声波探测实验——超声波测试原理及应用（负责人：肖井华）

超声波测试原理及应用 北京邮电大学 物理实验中

超声波测试原理及应用 北京邮电大学 物理实验中心

、实验原理 1、超声波的特性 声波是一种弹性波,超声波是频率在 2×104Hz~101Hz的声波 超声波具有方向性好、穿透力强、易于产生和接 收、探头体积小等特点 2、超声波的应用 无损检测:海洋中的探测、材料的无损检测、医 学诊断、地质勘探 改变材料性质:超声手术、超声清洗、超声焊接 ■制造表面波电子器件:振荡器、延迟器、滤波器 等

一、实验原理 1、超声波的特性 ◼ 声波是一种弹性波，超声波是频率在 2104Hz1012Hz的声波 ◼ 超声波具有方向性好、穿透力强、易于产生和接 收、探头体积小等特点 2、超声波的应用 ◼ 无损检测：海洋中的探测、材料的无损检测、医 学诊断、地质勘探 ◼ 改变材料性质：超声手术、超声清洗、超声焊接 ◼ 制造表面波电子器件：振荡器、延迟器、滤波器 等

3.超声波波型 超声波在弹性介质中传播 可以有多种振动模式,包括横 波、纵波、表面波等。 超声波传输通过不同 。 材料界面时可能会改变其: 。 。。。 振动模式 反射 入射波 横波 反 w画冒画冒 介质1 介质2 折射纵波 折射横波

3.超声波波型 超声波在弹性介质中传播 可以有多种振动模式，包括横 波、纵波、表面波等。 超声波传输通过不同 材料界面时可能会改变其 振动模式

4.如何产生超声波 超声波换能器:声能和其他形式能量相互转换; 常用的超声换能器:压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能 器和电磁换能器等 压电换能器的原理图 直探头 斜探头

4. 如何产生超声波 超声波换能器：声能和其他形式能量相互转换； 常用的超声换能器：压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能 器和电磁换能器等. 压电换能器的原理图: 直探头 斜探头

5超声波发射接收: 接受 发射 20 40 次回波 次回波 探头 试块

5.超声波发射接收： 发射 接受 试块 探 头 一次回波 二次回波

1.探头声束扩散角的测量 x1/x2 A_.⊥8 A 始波 0=2 arctan xB 0=2 arctan cOS B 2HB

1． 探头声束扩散角的测量    2 1 2 2 1 cos 2 2arctan 2 2arctan B B H x x H x x − = − =

6.本实验的任务 影响超声波传播的因素:介质的密度、弹性系数、温度等。 超声波实验中的主要测量物理量:横波纵波声速、发散角等 (1)测量超声波的发散角 (2)测量超声波的声速:横波和纵波声速 (3)超声探伤

6.本实验的任务 ◼ 影响超声波传播的因素：介质的密度、弹性系数、温度等。 ◼ 超声波实验中的主要测量物理量：横波纵波声速、发散角等 （1）测量超声波的发散角 （2）测量超声波的声速：横波和纵波声速 （3）超声探伤

二、实验仪器介绍 超声仪 示波器 J叮r-2型超声波实验仪尞减 发射耧收射枫检波触发 CH1 CH2 TR 试块 探头

二、实验仪器介绍

JDUT2型超声波实验仪 o)JDu-2型超声波实验仪 124456:t0n::B117p2:12232133.272y3-●

JDUT-2型超声波实验仪

注意:在铝试块上点滴4-5滴耦合剂(油滴)

注意：在铝试块上点滴4-5滴耦合剂（油滴） A B