超聲波衰減與動態濾波及超聲波探傷原理

超聲波探傷原理

超聲探傷是一種常規的無損檢測技術，利用超聲波在材料中傳播時遇到界面（如裂紋、氣孔缺陷）反射回來的回波特征來分析與檢測被測物體內部的缺陷情況。超聲波探傷方法按照原理的不同可以分為脈沖反射法、脈沖透射法和共振法。目前應用最廣泛的還是脈沖反射法探傷。超聲相控陣技術中仍然是脈沖反射法探傷法，只不過利用了相控陣技術。

超聲波衰減與動態濾波

超聲波在彈性介質中傳播時，由于介質對聲波的散射、吸收以及超聲波束自身的擴散等因素，其能量(振幅，聲強等)隨距離的增大而逐漸減小的現象，稱為超聲波的衰減。介質對超聲波的衰減機理十分復雜，很難對它們進行準確的理論分析，一般只能通過實際測量來確定其衰減系數，且不同的超聲波類型和不同的頻率，在相同的介質中有不同的衰減系數。對于金屬探傷而言，超聲波在普通碳素鋼中的衰減與頻率大致成線性關系。例如普通碳素鋼在超聲頻率為 4.5MHz 的衰減系數為1.1dB cmi，因此頻率為 4.5MHz 的超聲波在普通碳素鋼中來回傳播 20cm 時將衰減 22dB。

隨頻率增加的衰減對發射脈沖的頻譜不利，因為高頻分量比低頻分量衰減的多，致使發射信號的頻譜的中心頻率將隨著超聲脈沖向深處傳播而下移。因此希望在近場選擇具有良好分辨力的高頻分量以及容易達到材料深部的低頻分量，動態濾波就是用來自動選擇以上具有診斷價值的頻率分量，動態濾波就是根據發射回波的深度不同采用不同的濾波器。