【正文】 ? 將探頭置于被測(cè)面上 ， 電脈沖激勵(lì)的超聲脈沖經(jīng)耦合劑進(jìn)入工件 ， 傳播到工件底面 ， 如底面光滑 ， 則脈沖反射回探頭 ， 聲脈沖又變換回電脈沖 ， 由儀器顯示 。 ? （ 3）按通道分 ? 有單通道探傷儀，多通道探傷儀。 45 ? 2．超聲波診斷儀 ? 超聲波診斷儀種類(lèi)繁多，常見(jiàn)的分類(lèi)如下： ? （ 1）按發(fā)射波連續(xù)性分 ? 有連續(xù)波探傷儀，共振式連續(xù)波探傷儀，調(diào)頻式連續(xù)波探傷儀，脈沖波探傷儀。 ? 根據(jù)超聲波波型的不同，探頭可分 為縱波探頭（又稱(chēng)直探頭或平探頭）、 橫波探頭（斜探頭）和表面波探頭等。因此，在超聲波探傷中缺陷尺寸的檢出極限為超聲波波長(zhǎng)的一半。 43 ? ? 當(dāng)超聲波碰到缺陷（即異物）或者空洞時(shí)，就會(huì)在那里反射和散射。 ～ 80176。把斜探頭接觸鋼件時(shí)，因?yàn)閮烧叨际枪腆w，所以反射波和折射波都存在縱波和橫波。 42 ? （ 2）斜射時(shí)的反射和穿透 ? 當(dāng)超聲波斜射到界面上時(shí)，在界面上會(huì)產(chǎn)生反射和折射。在鋼與水的界面上， 88% 的能量被反射， 12％穿透出來(lái)。 這兩部分的比率取決于接觸界面的兩種介質(zhì)的密度和在該介質(zhì)中傳播的聲速 。 不連續(xù)部分就是指正在傳播超聲波的介質(zhì)與另一個(gè)不同介質(zhì)相接觸的界面 。 40 ? 聲波在介質(zhì)中傳播的速度是由傳播介質(zhì)的彈性系數(shù)和密度以及聲波的種類(lèi)而決定的 ， 它與晶片和頻率無(wú)關(guān) ， 表 53列出了聲波在幾處介質(zhì)中傳播的速度 ? 橫波的聲速一般認(rèn)為是縱波的一半。 此外還有在表面?zhèn)鞑サ谋砻娌ê驮诒“逯袀鞑サ陌宀?。 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與彈性波傳播的方向相同時(shí) ， 稱(chēng)作縱波 ，縱波又稱(chēng)為疏密波 ， 是由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)交替地受到拉伸和壓縮形成的波形 ， 縱波可以在固體 、氣體和液體介質(zhì)中傳播 。 ? 將高頻振動(dòng) （ 超聲波 ） 傳 到晶片上時(shí) ， 使晶片發(fā)生振動(dòng) ， 這時(shí)在晶片的兩極間就會(huì)產(chǎn)生 頻率與超聲波頻率一樣但強(qiáng)度 與超聲波強(qiáng)度成正比的高頻電 壓 ， 這就是超聲波的接收 。 在晶片的上 、 下兩面都鍍上很薄的銀層作為電極 ， 在電極上加上高頻電壓后 ，晶片就在厚度方向上產(chǎn)生伸縮 。 ? （ 2） 超聲波可在物體界面上或內(nèi)部缺陷處發(fā)生反射 、 折射和繞射 ， 據(jù)此可對(duì)物體內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量 ， 波長(zhǎng)越短 ， 識(shí)別缺陷的尺寸越小 。 ? 用于探傷的超聲波頻率主要為 1～ 5MHz。 ? 4． 檢查焊接質(zhì)量 ? 將樣件的溫度高于室溫 ， 觀察其熱像圖 ， 在其熱流路徑上的物理物性反應(yīng)在相應(yīng)的溫度分布圖中 ， 從而可以發(fā)現(xiàn)隱患 。 熱像中明亮過(guò)分的區(qū)域表明材料或爐襯已因變薄而溫度升高 ， 因此由此可掌握生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài) ， 為維修提供可靠信息 。 曲線(xiàn) 兩高峰 A、 B表明缺 陷所在位置 ， 根據(jù) 峰的高低及其它參 數(shù)可以判明 ， 缺陷 分別在第一界面與 第二界面 。 用超聲波 、 X射線(xiàn)只能發(fā)現(xiàn)第一界面的缺陷 ， 用紅外輻射計(jì)作主動(dòng)探查 ， 不僅可以發(fā)現(xiàn)第一界面缺陷 ， 也可發(fā)現(xiàn)第二界面的缺陷 。 ? 主動(dòng)探查在材料和機(jī)械加工工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用 ，如對(duì)多層復(fù)合材料 、 蜂窩材料中缺陷和脫膠等的探查 ，對(duì)焊接質(zhì)量的檢測(cè)等等 。 34 ? 2． 航空發(fā)動(dòng)機(jī)殼體紅外無(wú)損缺陷主動(dòng)探查 ? 紅外無(wú)損缺陷主動(dòng)探查是用一外部熱源對(duì)被檢查物體進(jìn)行加熱 ， 在加熱的同時(shí)或以后 ， 測(cè)量被檢查物體表面溫度或溫度分布 。儀器安放在車(chē)站外兩側(cè) ， 當(dāng)火車(chē)通過(guò)時(shí) ， 探測(cè)器逐個(gè)測(cè)出各個(gè)車(chē)軸箱的溫度 ， 并把探測(cè)器輸出的每一脈沖（ 軸箱溫度的函數(shù) ） 輸送到站內(nèi)檢測(cè)室 ， 根據(jù)脈沖高低就可判斷軸箱發(fā)熱情況及熱軸位置 ， 以便采取措施 。 在火車(chē)運(yùn)行中 ， 由于機(jī)械結(jié)構(gòu) 、 加工工藝 、摩擦及潤(rùn)滑狀態(tài)不良等原因 ， 軸箱會(huì)產(chǎn)生溫度過(guò)高的熱軸故障 ， 如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理 ， 輕則得甩掉有熱軸故障的車(chē)輛 ， 重則導(dǎo)致翻車(chē)事故 ， 造成生命危險(xiǎn)和財(cái)產(chǎn)的損失 。又如電氣系統(tǒng)中由于機(jī)件間摩擦磨損導(dǎo)致絕緣層破壞，負(fù)載過(guò)大、電阻值變化，電纜接頭老化、松動(dòng)、接觸不良等，都會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)局部區(qū)域產(chǎn)生異常升溫。 ? 4．測(cè)溫范圍廣 ? 根據(jù)不同要求，可以選擇不同類(lèi)型的儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)幾十度到上千度的溫度測(cè)量。 ? ? 輻射是次光速傳播的 ， 紅外測(cè)溫取決于測(cè)溫儀表的響應(yīng)時(shí)間 ， 一般比依靠熱平衡原理測(cè)溫的儀器響應(yīng)時(shí)間短兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上 ， 可用于實(shí)時(shí)顯示 。 增強(qiáng)光子探測(cè)器電活性的辦法是將探測(cè)器致冷 ， 一般冷到液氮 （ 196℃ ） 的低溫 ， 這樣使它們?cè)谳^長(zhǎng)的波段上都有響應(yīng)并達(dá)到最佳靈敏度 。其缺點(diǎn)是光譜響應(yīng)范圍有限 ， 響應(yīng)率低于波長(zhǎng) λ p時(shí)達(dá)到極大 ， 超過(guò) λ p的長(zhǎng)波區(qū) ， 響應(yīng)率曲線(xiàn)便迅速銳減截止 。 28 ? 光子探測(cè)器是一種半導(dǎo)體器件 ， 其電特性為當(dāng)光子投射到這類(lèi)半導(dǎo)體材料上時(shí) ， 電子－空穴對(duì)便分離 ， 產(chǎn)生電信號(hào) 。熱敏電阻探測(cè)器是熱探測(cè)器的一種主要類(lèi)型，它是基于熱敏電阻受輻射加熱時(shí)電阻發(fā)生變化的原理而做成的。 ? 熱探測(cè)器是把某些物質(zhì)受到被測(cè)物體的紅外輻射的照射引起的溫度變化轉(zhuǎn)化為電量輸出來(lái)進(jìn)行測(cè)試的，而溫升的大小與入射能成正比。 26 ? 二 、 紅外測(cè)溫系統(tǒng) ? 1． 紅外探測(cè)器 ? 2． 光學(xué)系統(tǒng) ? 3． 調(diào)制系統(tǒng) （ 調(diào)制盤(pán) ） ? 4. 致冷系統(tǒng) ? 5. 顯示系統(tǒng) ? 6． 掃描系統(tǒng) 27 ? 紅外探測(cè)器 ? 紅外探測(cè)器是紅外檢測(cè)系統(tǒng)中最關(guān)鍵、最重要的部分，它把所接收的紅外輻射變換成易于測(cè)量的電量。 25 ? 斯蒂芬一玻爾茲曼輻射定律告訴我們，物體的溫度越高，輻射強(qiáng)度就越大。 通常它又分為四類(lèi)：近紅外 ， 波長(zhǎng) ～ 3μ m；中紅外 ， 波長(zhǎng) 3～ 6μ m；遠(yuǎn)紅外 ， 波長(zhǎng) 6～ 15μ m；超遠(yuǎn)紅外 ， 波長(zhǎng)15～ 1000μ m。 23 ? 一 、 紅外監(jiān)測(cè)基本原理 ? 在太陽(yáng)光譜中 ， 位于紅光光譜之外的區(qū)域里存在著一種看不見(jiàn)的 、 具有強(qiáng)烈熱效應(yīng)的輻射波 ， 稱(chēng)為紅外線(xiàn) 。 ? 非接觸式溫度監(jiān)測(cè)該種監(jiān)測(cè)儀器在測(cè)量時(shí) ， 測(cè)量元件與被測(cè)對(duì)象無(wú)需接觸 ， 是通過(guò)接收物體熱輻射能量來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)溫的目的 。 22 ? 溫度監(jiān)測(cè)的測(cè)溫方式 ， 兩大類(lèi)： 接觸式溫度監(jiān)測(cè) ， 非接觸式溫度監(jiān)測(cè) ? 接觸式溫度監(jiān)測(cè)這類(lèi)監(jiān)測(cè)所用的儀器 ， 大部分要求儀器的測(cè)溫元件需要與被測(cè)物體間有良好的熱接觸 ， 通過(guò)熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流使物體與儀器探頭接觸區(qū)域達(dá)到熱平衡時(shí) ， 實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量 。 物體在生產(chǎn)或運(yùn)行過(guò)程中許多物理現(xiàn)象和化學(xué)作用的結(jié)果 ， 大多可歸結(jié)到溫度這個(gè)狀態(tài)量上來(lái) ，所以在設(shè)備中的機(jī)械機(jī)件和電氣元器件 ， 常常會(huì)引起溫度變化而產(chǎn)生 “ 熱故障 ” 。此例表明，對(duì)齒輪系統(tǒng)采用磨損烈度指數(shù)來(lái)表征磨損趨勢(shì)是相當(dāng)有效的。 ? 從表中可見(jiàn)，齒輪箱磨損全過(guò)程的變化趨勢(shì)，在 0～ 5h內(nèi)磨損烈度指數(shù)增大是磨合期的明顯特征；在正常磨損期，則各項(xiàng)數(shù)值較低，且趨于穩(wěn)定（ 5～ 105） h；從 105h開(kāi)始，和明顯增加，預(yù)示了一個(gè)嚴(yán)重磨損開(kāi)始的征兆。根據(jù)以上觀察分析，判斷結(jié)果是由于齒輪的過(guò)載及齒輪疲勞，嚴(yán)重磨損情況正在發(fā)生，六個(gè)月后齒輪箱將損壞。由于譜片上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氧化微粒，金屬磨粒表面也沒(méi)有氧化跡象，因而排除了減速器曾在高速、高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)或有潤(rùn)滑不良的情況。 ? ②分別以 Σ (DL+DS)和 Σ (DLDS)為縱坐標(biāo)，以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為橫坐標(biāo)畫(huà)出曲線(xiàn)，根據(jù)曲線(xiàn)突然互相靠近的一點(diǎn)作為磨損嚴(yán)重的特征點(diǎn)。 ? （ 4）累積磨損烈度 指系統(tǒng)磨損烈度的累計(jì)值，用 Σ (DL+DS)表示。 16 ? ? 利用鐵譜儀來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)器磨損狀態(tài)的指標(biāo)主要有下列幾種。 ? 在線(xiàn)式鐵譜儀適用于各種現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的工況監(jiān)測(cè)，如液壓系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)等，它更適合于各種試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行的樣機(jī)試驗(yàn)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在