先進超聲檢測技術的研究應用進展

王知穎

（鋼鐵研究總院，北京 100086）

對現代社會而言，先進的超聲檢測技術是保證產品質量的基礎。隨著科學技術的不斷提高和現代工業的迅速發展，使得產品不但在結構上越來越復雜，而且使用的材料也越來越先進。這無疑加大了產品的檢測難度，同時對檢測技術提出了更高的要求。傳統的檢測技術已經無法滿足現代工業檢測的需要，在此情況下，先進超聲檢測技術逐漸進入人們的視野。先進超聲檢測技術不僅能夠適應惡劣的檢測環境，而且具有較強的檢測信號，因此越來越受到人們的認可。文章主要針對先進超聲檢測技術的研究現狀和應用現狀做了描述，并針對目前所面臨的難點進行了總結。

1 先進超聲檢測技術的研究現狀

超聲檢測技術并不是一門單獨的學科，它是由光學、聲學、電學、材料學等等所構成的一門綜合型學科。超聲檢測技術從起初的發展應用到大規模的發展，是國內學專家學者共同努力的結果。

1.1 國外研究現狀

美國學者Yahiro 等人通過超聲在傳播過程中的可逆性，由固定的換能器來接收超聲傳播的信號，在此過程中還原了超聲檢測中被檢物體的傳播的過程。這一研究的進行對傳統的超聲檢測技術提出了一種新的可視化技術。英國學者Gogrn 在檢測商業產品封裝焊點質量的過程中，采用超聲檢測技術，主要是用來檢測焊料凸點缺陷。這項研究為超聲波質量檢測搭建了一個平臺。美國學者Chiaor 為了證明超聲檢測技術可以應用于復雜形狀，采用激光超聲波掃描，證實了相鄰波減法的異常播傳播的方法。此項研究又為超聲檢測技術的發展提供了前進的方向。美國學者Kanidbe 通過研制特殊的激光超聲換能器，然后用這種特殊的換能器接收信號，在超聲波速度和鋼軌壓力張力變化的基礎上，證明激光超聲換能器在現實中應用的可行性。

1.2 國內研究現狀

在我國，倪晨等人進行激光源產生超聲波的機制和超聲波信號在材料中的傳播過程的研究，在此過程中，采用掃描激光源的方法對金屬材料表面的損傷進行檢測，結果發現，采用超聲檢測技術檢測材料損傷具有較高的準確性。董利明通過試驗和數值兩個方面，應用超聲檢測技術對金屬殘余的應力進行檢測，實驗結果表明，應用超聲檢測技術對金屬殘余余力有檢測的可行性。

以上分析可以看出，在國內外專家學者的共同努力下，超聲檢測技術的應用范圍逐漸擴大，也逐漸得到人們的認可。雖然國外在超聲無損檢測技術方面的應用較早，發展也更為迅速，但是隨著我國工業生產需求加大和人們對超聲檢測技術的認可，近些年來，先進超聲檢測技術在我國也取得了豐碩的成果。通過國內外研究人員的共同努力，先進超聲檢測技術將會有更廣闊的發展前景。

2 先進超聲檢測技術的應用現狀

隨著現代科學技術的發展，超聲檢測技術也得到了明顯地提高。在目前工業生產中，先進超聲檢測依靠絕對的優勢得到大家的認可，在諸多行業得到廣泛應用。

2.1 在鋼軌車軌領域的應用

在鋼軌車軌領域，由于列車使用車軌的頻率較高，并且大部分時間列車的負載較重，給車軌造成了過大的負擔。因此，做好鋼軌車軌的精確檢測工作，是保證列車安全運行和快速運行的基礎。但是對軌道的缺陷進行檢測時，由于對車軌地表下斜裂紋和速度的檢測都要確保實時性，況且車軌的裂縫很深，寬度太窄，需要高度敏感的探測技術。后者要求不接觸、高速和高效率的檢查。因為鐵路檢測時間較短。超聲無損檢測技術具有非接觸性，并且采用超聲檢測技術對檢測的位置比較靈活，靈敏度又高，因此，先進超聲檢測技術在鋼軌車軌領域得到廣泛的應用。

2.2 航空航天領域的應用

在航空航天領域，由于采用的復合材料具有較大的特殊性，主要體現在具有抗疲勞、抗腐蝕、減震性和低密度的優良特點，所以在進行航空航天領域的復合材料檢測中，要求對復合材料的缺陷進行檢測是十分重要的，同時要求也非常嚴格。但是航空航天領域的結構比較復雜，其他探測探針在進行檢測時有些被檢測部位不容易達到，使用先進超聲檢測技術，可以作用于各種復雜表面，并且具有較高的準確率和效率。

2.3 管道巖體領域的應用

在管道巖體領域，由于巖體在開采的過程中，很容易在應力的作用下失去平衡，引發事故。因此，在進行巖體開采時，需要對管道巖體進行精確的檢測，從而確定巖體的結構特征和應力變化規律。并且在開采的過程中，還要對巖體進行實時監測，根據巖體結構的變化不斷變化開采的方式，以保證作業的安全。

3 先進超聲檢測技術面臨的難點問題

先進的超聲檢測技術作為一種新型的無損檢測方法，與其他無損檢測技術相比具有獨特的優勢。雖然它已經得到了很好的發展和廣泛的應用，但仍有一些關鍵問題有待解決。雖然超聲檢測技術在飛機復雜結構復合材料的檢測中具有很好的優勢，并已得到廣泛應用，但傳統的超聲檢測系統考慮到檢測速度和成本，對平板仍有一定的優勢。需要發展一種高脈沖、高重復的激光技術，同時要配備能夠連續一段時間接收信號的接收激光。因此，對于先進超聲檢測技術還需要進行大量的研究。因為在進行光聲能量轉換的過程中，效率非常低，導致超聲檢測的信號不夠強，在一定程度上影響缺損檢測的精確性。在目前使用超聲檢測技術過程中，可以通過增加激光的能量解決這一問題，但是值得注意的是，如果一味地增加賈光的能量，雖然增強了信號的強度，但是也會對被檢測物體造成一定的損壞。為了更好滿足現代工業生產的需要，更為精確的應用先進超聲進行檢測，需要高度融合現代化的智能化、自動化設備技術，以提高超聲檢測的精確度。

4 結 語

綜上所述，在先進超聲檢測技術的應用上，目前雖然取得了較大的成果。但是面對科學技術和現代工業的迅速發展，需要不斷加強超聲檢測技術，以滿足現代市場的需求。雖然，目前在超聲檢測技術上存在一些發展的難題，但是國內外的研究人員，從未停止過對超聲檢測技術的探索，這些困難最終會得到解決。未來超聲檢測技術將得到更廣泛的應用。前景廣闊得多。