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[综合问答] 超声波除用来探伤外尚可用于检测什么?

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发表于  2026-9-19 00:01:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
超声波除用于探伤外,还可用于多种工业测量与检测。其基本原理是利用超声波在介质中传播时,声速、衰减、声阻抗等声学参量会随介质的状态、特性或空间分布而变化,通过测量这些声学参量的变化,即可反推出待测的工业非声量。

第一,厚度测量。这是工业上应用最广泛的超声测量之一。脉冲回波法利用超声脉冲在板件两个面之间往返的时间,结合已知声速计算厚度,可测从十分之几毫米到几十毫米厚的钢板,常用于化工管道、船体钢板等易腐蚀物件的壁厚监测。共振法则利用板在特定频率下的共振现象来测厚,精度可达0.1%至1%。

第二,硬度测量。将纵向振动的超声换能器尖端压在被测物体表面产生压痕,被测物体硬度越小,压痕越深,对换能器共振频率的影响越大,据此可判断物体表面硬度。

第三,液位与料位测量。利用超声脉冲在液面或料面反射往返的时间来测定容器中液位或料位的高度。由于声脉冲在空气中或液体中传播距离较远时吸收较大,通常采用较低频率的超声。

第四,流速与流量测量。声波在流动液体中传播时,顺流速度为声速加流速,逆流时为声速减流速,利用这一时间差可计算流速和流量,广泛用于石油、化工等工业流程。

第五,温度测量。介质的声速与温度存在确定关系,通过测量声速即可推算出温度。超声温度计可测高达2000℃的汽轮机进气、火箭排气等高温介质,甚至可用于17000℃的热核等离子区,且反应迅速。

第六,泄漏检测。气体通过泄漏孔时会产生涡流,其中包含超声波频段的成分,用超声检测仪扫描可感应并定位任何种类的气体泄漏,适用于气压系统、压力容器、管道、真空系统等的密封性检查。

第七,材料特性表征。通过测定超声波在材料中的声速、衰减或共振频率,可评估材料的晶粒度、弹性模量、内应力、淬硬层深度、球墨铸铁球化程度等,也可用于纤维增强塑料和蜂窝结构材料的检验。

此外,超声波还可用于测距、医学诊断与成像、密度测定、气体介质特性分析等领域。总之,超声检测已从单一的缺陷探测扩展为涵盖几何量、力学量、热学量和流体参量的综合工业测量手段。

参考资料:

1. 《中国科学院声学研究所:高得听不见的声音——超声(超声测硬度、厚度测量、液位和料位测量、超声温度计、流速和流量的测量)》
2. 《科普中国:超声检测(除探伤外,超声波还可用于测定材料厚度,利用声速、衰减或共振频率测定晶粒度、弹性模量、硬度、内应力、淬硬层深度、球化程度等)》
3. 《科普中国:超声波检测(超声波检测仪泄漏检测系统用于检查气压系统、压力容器及管道的内外气液泄漏等)》

知识来源:铁道职培APP已审核知识库(EXT-4FDF0EF212A7)。
说明:本文仅供学习参考;涉及规章、技术参数和现场作业要求时,以现行有效文件为准。
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