超聲檢測，業內人士簡稱UT，是工業無損檢測中應用最廣泛、使用頻率最高且發展較快的一種無損檢測技術，可以用于產品制造中質量控制、原材料檢驗、改進工藝等多個方面，同時也是設備維護中不可或缺的手段之一。

超聲檢測主要的應用是檢測工件內部宏觀缺陷和材料厚度測量。

按照不同特征，可將超聲檢測分為多種不同的方法：

（1）按原理分類：超聲波脈沖反射法、衍射時差法（Time of FlightDiffraction，簡稱TOFD）等。

（2）按顯示方式分類：A型顯示、超聲成像顯示（B、C、D、P掃描成像、雙控陣成像等）。

超聲檢測，本質上是利用超聲波與物質的相互作用：反射、折射和衍射。

（1）什么是超聲波？

我們把能引起聽覺的機械波稱為聲波，頻率在20-20000Hz之間，而頻率高于20000Hz的機械波稱為超聲波，人類是聽不到超聲波的。對于鋼等金屬材料的檢測，我們常用頻率為0.5~10MHz的超聲波。（1MHz=10的六次方Hz）

（2）如何發出和接收超聲波？

超聲檢測用探頭的核心元件是壓電晶片，其具有壓電效應：在交變拉壓應力的作用下，晶體可以產生交變電場。

當高頻電脈沖激勵壓電晶片時，發生逆壓電效應，將電能轉換成聲能（機械能），探頭以脈沖的方式間歇發射超聲波，即脈沖波。

當探頭接受超聲波時，發生正壓電效應，將聲能轉換成電能。

超聲檢測所用的常規探頭，一般由壓電晶片、阻尼塊、接頭、電纜線、保護膜和外殼組成，一般分為直探頭和斜探頭兩個類別，后者的話通常還有一個使晶片與入射面成一定角度的斜鍥塊。

下圖為典型的斜探頭結構圖

下圖為斜探頭的實物圖：

探頭型號：2.5P8*12 K2.5

探頭參數為：

a）2.5代表頻率f：2.5MHz；

b）P代表晶片材料為：鋯鈦酸鉛陶瓷，具有溫度穩定性好、電性能優異、容易制造而且價格低廉等優點；

c）8*12代表矩形晶片尺寸為：8mm*12mm；

d）K2.5代表：斜探頭折射角的正切值為2.5，即tan(68.2°)=2.5，其折射角為68.2°。

（1）工作原理：

聲源產生的脈沖波進入到工件中，超聲波在工件中以一定方向和速度向前傳播。當遇到兩側聲阻抗有差異的界面時（聲阻抗存在差異往往是因為材料中某種不連續性造成，如裂紋、氣孔、夾渣等）部分聲波被反射，檢測設備接受和顯示：分析聲波幅度和位置等信息，評估缺陷是否存在或存在缺陷的大小位置等。

（2）特點：

1、適用范圍

適用于金屬、非金屬和復合材料等多種制件。

a）原材料、零部件檢測：鋼板、鋼鍛件、鋁及鋁合金板材、鈦及鈦合金板材、復合板、無縫鋼管等。

b）對接焊接接頭檢測：鋼制對接接頭（包括管座角焊縫、T形焊接接頭，支撐架和結構件），鋁及鋁合金對接接頭。

下圖為鋼制對接接頭：T形焊接接頭。

（3）優點

a）穿透能力強，可對較大厚度范圍內的工件內部缺陷進行檢測。如對于金屬材料，可檢測厚度為1~2mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件。

b）缺陷定位較準確。

c）對面積型缺陷的檢出率較高。

d）靈敏度高，可檢測工件內部尺寸很小的缺陷。超聲檢測理論靈敏度約為超聲波波長的一半，當檢測對象為鋼制件，采用2.5MHz頻率的超聲斜探頭，其靈敏度約為0.65mm。

e）檢測成本低、速度快，設備輕便，對人體及環境無害，現場使用較方便。

（4）局限

a）對工件中的缺陷進行精確的定性、定量仍需作深入研究。

b）對具有復雜形狀或不規則外形的工件進行超聲檢測有困難。

c）缺陷的位置、取向和形狀對檢測結果有一定影響。

d）工件材質、晶粒度等對檢測有較大影響。

e）檢測結果顯示不直觀，檢測結果無直接見證記錄。