王知穎

（鋼鐵研究總院，北京 100086）

對(duì)現(xiàn)代社會(huì)而言，先進(jìn)的超聲檢測(cè)技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，使得產(chǎn)品不但在結(jié)構(gòu)上越來(lái)越復(fù)雜，而且使用的材料也越來(lái)越先進(jìn)。這無(wú)疑加大了產(chǎn)品的檢測(cè)難度，同時(shí)對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)的需要，在此情況下，先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的視野。先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)不僅能夠適應(yīng)惡劣的檢測(cè)環(huán)境，而且具有較強(qiáng)的檢測(cè)信號(hào)，因此越來(lái)越受到人們的認(rèn)可。文章主要針對(duì)先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用現(xiàn)狀做了描述，并針對(duì)目前所面臨的難點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

1 先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀

超聲檢測(cè)技術(shù)并不是一門(mén)單獨(dú)的學(xué)科，它是由光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、材料學(xué)等等所構(gòu)成的一門(mén)綜合型學(xué)科。超聲檢測(cè)技術(shù)從起初的發(fā)展應(yīng)用到大規(guī)模的發(fā)展，是國(guó)內(nèi)學(xué)專(zhuān)家學(xué)者共同努力的結(jié)果。

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

美國(guó)學(xué)者Yahiro 等人通過(guò)超聲在傳播過(guò)程中的可逆性，由固定的換能器來(lái)接收超聲傳播的信號(hào)，在此過(guò)程中還原了超聲檢測(cè)中被檢物體的傳播的過(guò)程。這一研究的進(jìn)行對(duì)傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)技術(shù)提出了一種新的可視化技術(shù)。英國(guó)學(xué)者Gogrn 在檢測(cè)商業(yè)產(chǎn)品封裝焊點(diǎn)質(zhì)量的過(guò)程中，采用超聲檢測(cè)技術(shù)，主要是用來(lái)檢測(cè)焊料凸點(diǎn)缺陷。這項(xiàng)研究為超聲波質(zhì)量檢測(cè)搭建了一個(gè)平臺(tái)。美國(guó)學(xué)者Chiaor 為了證明超聲檢測(cè)技術(shù)可以應(yīng)用于復(fù)雜形狀，采用激光超聲波掃描，證實(shí)了相鄰波減法的異常播傳播的方法。此項(xiàng)研究又為超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了前進(jìn)的方向。美國(guó)學(xué)者Kanidbe 通過(guò)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(hào)，在超聲波速度和鋼軌壓力張力變化的基礎(chǔ)上，證明激光超聲換能器在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的可行性。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

在我國(guó)，倪晨等人進(jìn)行激光源產(chǎn)生超聲波的機(jī)制和超聲波信號(hào)在材料中的傳播過(guò)程的研究，在此過(guò)程中，采用掃描激光源的方法對(duì)金屬材料表面的損傷進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用超聲檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)材料損傷具有較高的準(zhǔn)確性。董利明通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值兩個(gè)方面，應(yīng)用超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)金屬殘余的應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)金屬殘余余力有檢測(cè)的可行性。

以上分析可以看出，在國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的共同努力下，超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，也逐漸得到人們的認(rèn)可。雖然國(guó)外在超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方面的應(yīng)用較早，發(fā)展也更為迅速，但是隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)需求加大和人們對(duì)超聲檢測(cè)技術(shù)的認(rèn)可，近些年來(lái)，先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)也取得了豐碩的成果。通過(guò)國(guó)內(nèi)外研究人員的共同努力，先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)將會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。

2 先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲檢測(cè)技術(shù)也得到了明顯地提高。在目前工業(yè)生產(chǎn)中，先進(jìn)超聲檢測(cè)依靠絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)得到大家的認(rèn)可，在諸多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

2.1 在鋼軌車(chē)軌領(lǐng)域的應(yīng)用

在鋼軌車(chē)軌領(lǐng)域，由于列車(chē)使用車(chē)軌的頻率較高，并且大部分時(shí)間列車(chē)的負(fù)載較重，給車(chē)軌造成了過(guò)大的負(fù)擔(dān)。因此，做好鋼軌車(chē)軌的精確檢測(cè)工作，是保證列車(chē)安全運(yùn)行和快速運(yùn)行的基礎(chǔ)。但是對(duì)軌道的缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于對(duì)車(chē)軌地表下斜裂紋和速度的檢測(cè)都要確保實(shí)時(shí)性，況且車(chē)軌的裂縫很深，寬度太窄，需要高度敏感的探測(cè)技術(shù)。后者要求不接觸、高速和高效率的檢查。因?yàn)殍F路檢測(cè)時(shí)間較短。超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有非接觸性，并且采用超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)檢測(cè)的位置比較靈活，靈敏度又高，因此，先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)在鋼軌車(chē)軌領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

2.2 航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

在航空航天領(lǐng)域，由于采用的復(fù)合材料具有較大的特殊性，主要體現(xiàn)在具有抗疲勞、抗腐蝕、減震性和低密度的優(yōu)良特點(diǎn)，所以在進(jìn)行航空航天領(lǐng)域的復(fù)合材料檢測(cè)中，要求對(duì)復(fù)合材料的缺陷進(jìn)行檢測(cè)是十分重要的，同時(shí)要求也非常嚴(yán)格。但是航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其他探測(cè)探針在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)有些被檢測(cè)部位不容易達(dá)到，使用先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)，可以作用于各種復(fù)雜表面，并且具有較高的準(zhǔn)確率和效率。

2.3 管道巖體領(lǐng)域的應(yīng)用

在管道巖體領(lǐng)域，由于巖體在開(kāi)采的過(guò)程中，很容易在應(yīng)力的作用下失去平衡，引發(fā)事故。因此，在進(jìn)行巖體開(kāi)采時(shí)，需要對(duì)管道巖體進(jìn)行精確的檢測(cè)，從而確定巖體的結(jié)構(gòu)特征和應(yīng)力變化規(guī)律。并且在開(kāi)采的過(guò)程中，還要對(duì)巖體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)的變化不斷變化開(kāi)采的方式，以保證作業(yè)的安全。

3 先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)面臨的難點(diǎn)問(wèn)題

先進(jìn)的超聲檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的無(wú)損檢測(cè)方法，與其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。雖然它已經(jīng)得到了很好的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，但仍有一些關(guān)鍵問(wèn)題有待解決。雖然超聲檢測(cè)技術(shù)在飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的檢測(cè)中具有很好的優(yōu)勢(shì)，并已得到廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)系統(tǒng)考慮到檢測(cè)速度和成本，對(duì)平板仍有一定的優(yōu)勢(shì)。需要發(fā)展一種高脈沖、高重復(fù)的激光技術(shù)，同時(shí)要配備能夠連續(xù)一段時(shí)間接收信號(hào)的接收激光。因此，對(duì)于先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)還需要進(jìn)行大量的研究。因?yàn)樵谶M(jìn)行光聲能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，效率非常低，導(dǎo)致超聲檢測(cè)的信號(hào)不夠強(qiáng)，在一定程度上影響缺損檢測(cè)的精確性。在目前使用超聲檢測(cè)技術(shù)過(guò)程中，可以通過(guò)增加激光的能量解決這一問(wèn)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(qiáng)了信號(hào)的強(qiáng)度，但是也會(huì)對(duì)被檢測(cè)物體造成一定的損壞。為了更好滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，更為精確的應(yīng)用先進(jìn)超聲進(jìn)行檢測(cè)，需要高度融合現(xiàn)代化的智能化、自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)，以提高超聲檢測(cè)的精確度。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在先進(jìn)超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用上，目前雖然取得了較大的成果。但是面對(duì)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，需要不斷加強(qiáng)超聲檢測(cè)技術(shù)，以滿(mǎn)足現(xiàn)代市場(chǎng)的需求。雖然，目前在超聲檢測(cè)技術(shù)上存在一些發(fā)展的難題，但是國(guó)內(nèi)外的研究人員，從未停止過(guò)對(duì)超聲檢測(cè)技術(shù)的探索，這些困難最終會(huì)得到解決。未來(lái)超聲檢測(cè)技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用。前景廣闊得多。