超声波检测的基本原理

超声波检测是一种无损检测方法，常用于工业、医疗等领域，可以检测材料和物体内部的缺陷、厚度以及其他特征。其基本原理是利用高频声波在材料内部的传播特性，探测物体内部的结构和状态。下面从物理、技术和应用三个方面，进一步介绍超声波检测的基本原理。

物理角度

超声波（UltraSound，简称US）是指频率高于20kHz的声波，其频率在20kHz-1GHz之间。当超声波在介质中传播时，会发生反射、折射、衍射和吸收，这些物理现象对超声波检测的结果有着重要影响。

超声波在材料内部的传播速度和波长与介质的物理性质密切相关。对于有声速的固体，声速会随着杨氏模量的增加而增加，因此声波在固体中的传播速度远远高于液体或气体中的传播速度。波长越小，探测到的缺陷越小，分辨率越高。

技术角度

超声波检测技术包括探头（传感器）、脉冲发生器、接收器、显示器等组成部分。探头端口固定在被测部位，接收器和脉冲发生器则是信号的发送和接收设备，显示器则是用于显示材料内部结构和状态的数字或图形信息。

脉冲发生器会产生一定频率和振幅的电信号，控制传感器输出超声波信号。接收器会接收传感器返回的信号，并将信号转换为电信号，然后放大并在显示器上显示。

超声波检测技术的应用非常广泛，如航空航天、汽车、船舶、钢铁、电子、建筑和医疗等行业。

应用角度

超声波检测广泛应用于材料物性检测、缺陷检测、腐蚀检测、材料厚度测量等领域。例如，在航空航天工业中，可用于检测翼片内部的散热垫缺陷和裂纹。在汽车制造中，可用于检测发动机和变速器零部件的缺陷和磨损等。

在医疗领域中，超声波检测技术常用于临床诊断和治疗导引。通过在人体组织中传播声波，可以观察内部器官、组织和血管的状态，如腹部、心脏和胸部等检查。此外，在实验室科研中，超声波检测技术也有重要应用，如用于材料性能研究、流体力学和水声检测等领域。