超声检测技术在舰船状态监测中的应用研究

　　(一)引言

　　超声检测一般是指超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。

　　超声检测穿透能力强、设备简单、安全性好、检测范围广，并且以波形的方式输出信号，将计算机信号处理技术、模式识别和人工智能等高新技术应用于检测过程，能够大幅度提高检测的精确度和可靠性。在舰船环境中，超声波技术作为最主要的无损检测方法，得到了广泛的应用，在船体、管路、压力容器等部位的状态监测中，具有其他手段无法比拟的优势，给舰船装备的科学管理和视情维修提供合理有效的决策依据。

　　(二)超声检测技术的主要技术手段

　　1.超声测厚

　　在工业领域中超声波测厚是一门成熟的高新技术，它的最大优点是检测安全、可靠及精度高，而且它可以巡回在运行状态进行检测。由于超声波处理方便，并有良好的指向性，超声技术测量厚度，既快又准确，无污染，尤其是在只许可一个侧面可按触的场合，更能显示其优越性。超声测厚仪按工作原理分为共振法、干涉法及脉冲反射法等几种，由于脉冲反射法并不涉及共振机理，与被测物表面的光洁度关系不密切，所以超声波脉冲法测厚仪是最常用的一种仪表。

　　超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分，由发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超声发射脉冲波，脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收，通过单片机计数处理后，经液晶显示器显示厚度数值，它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。

　　2.超声探伤

　　超声检测具有穿透能力强、设备简单、安全性好且检测速度快等优点，能对体积型和面积型缺陷有效检测，并且能很容易地测出缺陷的深度信息。适用于多种材料与制作的检测，检测钢件厚度可达几米，对裂纹类缺陷比较敏感。脉冲反射探伤是目前应用最广泛的一种超声波检测法。它的原理是将具有一定持续时间和一定频率间隔的超声脉冲发射到被测工件，当超声波在工件内部遇到缺陷时，就会产生反射，根据反射信号的时差变化及在显示器上的位置就可以判断缺陷的大小及深度。根据入射脉冲波形不同，脉冲反射法可以分为纵波、横波、表面波及板波探伤四种。

　　超声探伤的图像显示是指超声入射到工件中，在接收反射波束时能用图像来显示缺陷的位置、宽度、分布等情况。主要显示方式有三种：显示缺陷深度和缺陷反射信号幅度的A型显示;显示缺陷深度及其在截面分布状态的B型显示;显示缺陷在平面视图上分布的C型显示。