Shaw.Din  TECLAB   shaw@teclab.cn 摘要：超声作为无损检测中常用的技术已在各行各业中得到广泛的应用。科研工作者也常常自行搭建针对各种应用场景的超声检测平台解决问题。对于激励超声探头的信号也必须根据实际应用情况进行甄别。本文简单介绍各种常用的超声激励信号及其各自的优缺点，便于在搭建各种超声检测平台时能更加明确激励波形的选取。 关键字：方波，脉冲串，线性调频，高斯信号 目前市场上大部分的商用常规和相控阵超声波探伤设备的激励信号均采用负方波和尖脉冲激励信号。而电磁超声和空气耦合超声一般采用脉冲串信号作为激励。在某些特殊的试验中，比如常规超声非线性系数测量则一般采用更复杂的类高斯信号做激励。下面以5MHz为例，先介绍几种超声检测中常用的波形及其频响（连续方波或者正弦波超声检测中不常用，这里不做讨论）：    方波或负方波以及尖脉冲信号频响带宽较宽，但是相对响应幅值较低。 正弦脉冲串信号频率成分相对集中，频响强。主峰两边有随带较多小的频率峰 方波脉冲串信号与正弦脉冲串频响类似，...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 摘要：在搭建超声检测系统时，常常发现各种设备的输入输出阻抗一般默认50Ω，而少数设备并不是默认50Ω，阻抗不匹配时会导致信号微弱或者波形失真等情况。本文从超声激励端和接收端分别分析阻抗匹配的问题。方便用户确定在搭建超声检测系统时是需要否进行阻抗匹配。   关键字：阻抗匹配，匹配网络   介绍 首先，为何大部分的设备默认输入输出阻抗为50Ω？   电信号在铜芯同轴电缆中传输速度约为200000km/s，如果线缆较长，信号的传输需要一定的时间从源端到负载，当信号到达负载时，一部分信号会传入负载，而另一部分会反射回相反的方向。反射回源端的信号在源端再次产生反射。如此反复直到信号衰减到零。这种反射的累积就是导致信号失真的原因之一。避免这些反射的方法就是必须使线缆，源端以及负载的特征阻抗完全匹配：ZS=Z0=ZL。 如下图所示：   常用屏蔽铜芯同轴线缆如下图所示： 同轴线缆的特征阻抗Z0可按如下公式计算： b:外导体的内径 a:内导...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 摘要：本文简要介绍了电磁声换能器(EMATs)的基本原理。描述了EMAT·换能器的主要配置，产生的波类型，换能器激励，电阻抗匹配，以及EMAT的最常见应用。   Keywords:electromagnetic acoustic transducers, EMAT, non-contact ultrasonic.   Introduction Ultrasonic Testing (UT) uses high frequency sound energy to conduct examinations and make measurements. Ultrasonic inspection can be used for flaw detection/evaluation, dimensional measurements, material characterization, and more. A typical pulse/echo inspection configuration 1-1 as illustrated below will be used: Picture: 1-1 However Classic transducers have a limitation, that in order to transfer the ultrasonic energy, they need a contact with material under inspection and the appropriate couplant,as 1-2. Couplant is a material (usually li...

TECLAB   Shaw.Din  shaw@teclab.cn 随着复合材料技术的发展和应用，空气耦合超声成像检测技术在航空航天等各个领域的应用也逐年增多。在各种复合材料的应用中各种泡沫及蜂窝结构的材料使用比重也随之增加。由于这些材料的声衰减特别大，加之空气耦合超声技术本身的换能效率远远低于常规超声检测技术。急需一种既能满足非接触超声检测又能弥补检测灵敏度的检测技术和手段，由此拓宽空气耦合超声检测技术的应用场景，使得高衰减复合材料的非接触成像检测成为可能。本文以玻璃纤维聚氨酯泡沫板为例，试验并验证了一种新型的综合性提高空气耦合超声检测灵敏度的技术和方法。 试样厚度100 mm,密度约130 Kg/m^3 试验采用AIRSCAN+双通道空气耦合超声成像检测系统，该系统具有400Vpp方波脉冲串激励功能，并支持脉冲压缩技术，频率带宽支持50 KHz-12 MHz或 5 KHz - 超1 MHz两种版本，采样频率提供100 MHz @14位 或 超25 MHz@14位两种。同时支持三轴编码器，提供无源前置放大器，整机性噪比极高。本次试验通过常规空气耦...

TECLAB     丁侠    shaw*teclab.cn 摘要：锂电池内部缺陷的非接触式无损检测随着新能源行业的蓬勃发展变得愈发重要。本文介绍了空气耦合超声成像检测技术的基本原理并分别检测了苹果手机电池，软包电池，刀片电池以及锂电正负极材料，结果表明了该技术在锂电检测行业的应用前景非常广阔。   关键词：空气耦合超声，锂电池检测，非接触超声检测 析锂   背景：锂电池作为一种新型绿色能源因其能量大，寿命长等优点广泛用于电子产品，新能源汽车等各个领域。生活中常见到锂电池在生产和服役过程中发生燃烧或爆炸事故，因此对锂电池的非接触式无损检测显得至关重要。空气耦合超声成像检测技术因无需耦合剂，无需将锂电池浸泡在耦合液中，是一种相对成本低，对人和环境无害的，非接触式且无损针对电池内部的成像检测技术。   原理：常温常压下，水的声速和密度分别为1480 m/s和 1x10^3 kg/m^3，空气的声速和密度分别为340 m/s和 1.3 kg/m^3, 钢的声速和密度分别为5900 m/s和7.85x10^3 kg/m^3。利用公式1-2可以得出：从空气中...

丁侠    shaw*teclab.cn   TECLAB 中國 摘要：超声无损检测研究中常常用到各种电压或功率放大器用于放大函数发生器产生的弱信号波形以此激励超声波换能器实现检测。本文利用一种针对超声无损检测领域研制的任意波形高压放大器进行了基本的性能测试并针对各种常用的研究案例进行的实测验证。   关键字：任意波形放大器，高斯信号，Chirp信号，高压放大器，功率放大器   背景：国内超声无损检测研究领域常见的高压放大器有来自美国AR公司，英E&I公司,美国RITEC公司和安泰科技等公司的产品。其中美国RITEC的GA2500A因属于功率放大器，放大电压峰峰值可高达1000Vpp，带宽可从KHz 到MHz,受到科研用户的青睐，但因其售价昂贵，更多的用于选择来自安泰科技公司的产品。售价相对低廉。本文采用的TECLAB公司UT-AWG任意波形高压放大器可以提供300 Vpp峰峰值输出并且具备0-5 MHz的带宽，且定价相对低廉，足以满足常见的超声检测应用场景。   基础性能测试 测试结果： UT-AWG 支持0 ...

TECLAB   Shaw.Din   shaw@teclab.cn 摘要：本文主要通过介绍两种优化的无损检测方法检测增材制造(AM)零件：基于超声共振谱RUS和全聚焦相控阵超PAUT(采用了FMC全矩阵采集和TFM全聚焦成像)。根据ISO/TC261-ASTM/F42国际标准，分别采用两种检测方法对采用增材制造的星形零件进行检测。零件包含了典型的增材制造100-700 um分层缺陷。通过RUS方法可以甄别零件是否含有缺陷，但是无法得知缺陷的数量，位置和大小当量。PUAT检测效果取决于缺陷的形状，方向和位置，最佳的检测效果是针对模拟分层缺陷制作的垂直圆柱形缺陷，检测精度可达200 um.   关键字：无损检测，体积性无损检测，增材制造，超声共振检测，相控阵超声检测，全聚焦成像   介绍 随着金属增材制造技术在工业领域的应用和发展，尤其航空航天和医用领域越来越多的采用了金属增材制造技术生产关键性的零配件。由于增材制造所生产的零配件往往具有复杂的形状和不理想的表面粗糙度，传统的检测方法往往不再适用。为了确保这种技术生产...

Shaw.Din  TECLAB   shaw@teclab.cn 摘要：本文介绍了两种基于超声的碳纤维复合材料无损检测技术：AIRSCAN+空气耦合超声无损检测技术和PASCAN水浸相控阵C扫描超声检测技术，分别针对树脂基CFRP碳纤维复合材料的分层，脱粘，区屈，冲击等缺陷进行了成像检测分析。通过对比了两种技术针对不同缺陷的检测效果发现，两种方法均可以成功检测碳纤维复合材料的各种常见缺陷，其中AIRSCAN+空气耦合超声成像检测技术不受被测体厚度过薄的限制，各种成像均可有效检测且清晰成像。而PASCAN水浸相控阵C扫描成像检测技术不仅可以检测各类缺陷，且对缺陷埋深可以进行定量分析，但是3mm以下的薄板则需采用高频探头才可有效检出。     关键字：CFRP,碳纤维复合材料，超声检测，空气耦合超声，水浸相控阵C扫   背景：随着材料轻量化及高强度设计在各行各业的需求愈加旺盛，碳纤维复合材料的应用也愈加广泛。将碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料（复合材料），与传统材料相比，碳纤维复合材...