超聲波檢測原理
　　無損檢測是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下,，對被檢驗不見的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種檢測手段，Nondestructive Testing（縮寫NDT）,。超聲波檢測也叫超聲檢測,、超聲波探傷,，是無損檢測的一種。

機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫做波,，人耳能夠感受到頻率高于16赫茲,，低于20000赫茲的彈性波,，所以在這個頻率范圍內(nèi)的彈性波又叫聲波。頻率小魚10赫茲的彈性波又叫次聲波,，頻率高于20000赫茲的彈性波叫做超聲波,。次聲波和超聲波人耳都不能感受。

超聲波的特點：

1,、超聲波聲束能集中在特定的方向上,，在介質(zhì)中沿直線傳播，具有良好的指向性,。

2,、超聲波在介質(zhì)中傳播過程中，會發(fā)生衰減和散射,。

3,、超聲波在異種介質(zhì)的界面上將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換,。利用這些特性,，可以獲得從缺陷界面反射回來的反射波，從而達(dá)到探測缺陷的目的,。

4,、超聲波的能量比聲波大得多。

5,、超聲波在固體中的傳輸損失很小,，探測深度大，由于超聲波在異質(zhì)界面上會發(fā)生反射,、折射等現(xiàn)象,，尤其是不能通過氣體固體界面。如果金屬中有氣孔,、裂紋,、分層等缺陷（缺陷中有氣體）或夾雜，超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處時,，就會全部或部分反射,。反射回來的超聲波被探頭接收，通過儀器內(nèi)部的電路處理,，在儀器的熒光屏上就會顯示處不同高度和有一定間距的波形,。可以根據(jù)波形的變化特征判斷缺陷在工件重的深度,、位置和形狀,。

　　超聲波探傷優(yōu)點是檢測厚度大、靈敏度高,、速度快,、成本低,、對人體無害，能對缺陷進(jìn)行定位和定量,。超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀,，探傷技術(shù)難度大，容易受到主客觀因素影響,，以及探傷結(jié)果不便于保存,，超聲波檢測對工作表面要求平滑，要求富有經(jīng)驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類,、適合于厚度較大的零件檢驗,，使超聲波探傷也具有其局限性。

　　超聲波檢測技術(shù)作為無損檢測技術(shù)的重要手段之一,，在其發(fā)展過程中起著重要的作用,，它提供了評價固體材料的微觀組織及相關(guān)力學(xué)性能、檢測其微觀和宏觀不連續(xù)性的有效通用方法,。由于其信號的高頻特性，超聲波檢測早期僅使用模擬量信號的分析,，大部分檢測設(shè)備僅有A掃描形式,，需要通過有經(jīng)驗的無損檢測人員對信號進(jìn)行人工分析才能得出正確的結(jié)論，對檢測和分析人員的要求較高,，因此,，人為因素對檢測的結(jié)果影響較大，波形也不易記錄和保存,，不適宜完成自動化檢測,。

      八十年代后期，由于計算機(jī)技術(shù)和高速器件的不斷發(fā)展,，使超聲波信號的數(shù)字化采集和分析成為可能,。目前國內(nèi)也相繼出現(xiàn)了各類數(shù)字化超聲波檢測設(shè)備，并已成為超聲波檢測的發(fā)展方向,。但是,，這些設(shè)備也僅停留在超聲波檢測頻率較低的頻段的信號處理上，主要是受到高速A/D和高速存儲技術(shù)的限制,。

      為了減少人為因素對檢測結(jié)果的影響,，使波形能記錄和保存，并達(dá)到檢測結(jié)果的直觀性,，需實現(xiàn)超聲波檢測分析和成像處理,，這就要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集和大數(shù)據(jù)量緩沖。因此,，開展數(shù)據(jù)高速采集技術(shù)的研究和實現(xiàn)是非常必要的,，它是能否實現(xiàn)超聲波檢測分析和成像處理的關(guān)鍵技術(shù)之一,。

目前國內(nèi)外在超聲波檢測領(lǐng)域都向著數(shù)字化方向發(fā)展，數(shù)字式超聲波檢測儀器的發(fā)展速度很快,。國內(nèi)近幾年也相繼出現(xiàn)了許多數(shù)字式超聲波儀器和分析系統(tǒng),。

      上對超聲波檢測數(shù)字化技術(shù)的研究非常重視，國外生產(chǎn)類似產(chǎn)品和研究的公司有美國的泛美（PANAMETRICS）公司,、METEC公司,，加拿大的R/DTECH公司，德國的K-K公司,、法國的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等等,，上述這些公司生產(chǎn)的超聲波檢測采集、分析和成像處理系統(tǒng)的技術(shù)水平較高,，在世界上處于水平,。

      國外已把100MHZ以上采樣頻率的高速A/D技術(shù)用于超聲波信號的采集，大容量緩沖技術(shù)也達(dá)到一定的水平,，信號的分析和成像處理已實現(xiàn)A,、B、C掃描,。雖然國內(nèi)已開展這方面的研究與開發(fā),，但是在技術(shù)應(yīng)用上還是存在一定的差距。