超声波传感器在无损探伤中的应用

超声波传感器在无损探伤中的应用

符玉珊、朱家兴

贵州电网公司培训与评价中心 贵州省清镇市 551400

摘要：无损探伤是一种关键的工程检测技术，旨在评估材料和结构的完整性，同时避免对其造成任何破坏性损害。本论文研究了数字式超声波探伤仪在电力行业无损探伤中的应用。这一新一代探伤仪器采用脉冲反射式超声波原理，由微电脑控制，具有便携性、高效性和易用性等优势。本文分析了该技术的原理和特点，以及在电力领域中的广泛应用。通过详细的研究和案例分析，本文展示了数字式超声波探伤仪在电力行业无损探伤中的潜在价值，为电力行业的安全和可靠运营提供了有力支持。

关键词：数字式超声波探伤仪；无损探伤；应用

引言：电力行业作为现代社会的关键基础设施之一，其运营的安全和可靠性至关重要。然而，电力设备和设施在长期运行中可能会受到各种因素的影响，包括腐蚀、疲劳、应力集中等。因此，无损探伤技术在电力行业中的应用至关重要，它可以及时发现和诊断设备或结构中的隐患，有助于采取必要的维护和修复措施，确保电力系统的可靠性。

1 数字式超声波探伤仪的原理

数字式超声波探伤仪是一种基于超声波原理的无损检测设备。它通过发射超声波脉冲，然后测量这些波束被物体反射、散射或吸收后的信号，从而获得有关物体内部结构的信息[1]。这一原理在电力行业中得到了广泛应用，因为它可以用于检测电力设备和结构中的缺陷、裂纹、腐蚀等问题。

2数字式超声波探伤仪的特点

数字式超声波探伤仪具有多项特点，使其在电力行业无损探伤中成为理想的选择。首先，它具有便携性，体积小、重量轻，适合在电力设备周围狭窄的空间中操作。其次，由于采用了微电脑控制，操作简单，可通过触摸屏和中文字符键盘进行设置和数据读取。此外，数字式超声波探伤仪可以在强光下清晰显示，无需遮光罩。这些特点使其成为电力行业无损探伤的理想工具。

3仪器的基本操作

在仪器操作中，基本的步骤和操作流程非常重要以确保设备正常工作。在仪器的操作界面中，您可以直接按对应的菜单键来选择所需的操作。屏幕会显示相关的菜单选项。仪器通常包括六个主菜单，每个主菜单下又包括若干子菜单。可以通过上下方向键在不同的操作页面之间切换，选中的菜单项会反色显示，使用左右方向键可以进行数值调整。在使用仪器进行检测时，需要连接合适的探头和电缆线。确保使用仪器原配的探头连接电缆线，并将其连接到适当的插口。如果使用单探头方式，将探头电缆线连接到T/R插口。如果使用双探头方式，确保将发射探头连接到T/R插口，接收探头连接到R插口[2]。正确的连接对于保持仪器的性能和准确性非常重要。在启动和关机时，按下开关键并保持两秒，即可启动仪器，进入待机模式。在完成检测后，进行存储操作后，按开关键两秒即可关机。如果仪器出现问题，如死机、功能异常，或者需要重新设置参数，可以按两下设置键，然后使用上下方向键选择参数重置子菜单。再使用左或右方向键进行调整。当屏幕出现确认要恢复参数重置时，按确认键即可将仪器的参数恢复到初始状态。

4数字式超声波探伤仪在无损探伤中的应用

4.1 电力设备的缺陷检测

在电力行业，长期运行的电力设备如发电机、变压器和输电线路承受着重大应力和各种环境因素的影响，这可能会引发内部和外部缺陷，从而危及设备的可靠性和性能。这些设备在电力系统中其运行状态直接影响着电力供应的连续性和可靠性。因此，为了维护电力系统的稳定运行，定期的检测和维护工作是不可或缺的。数字式超声波探伤仪在电力设备的缺陷检测中的先进技术基于超声波原理，通过发射高频声波并监测其在电力设备内部的传播情况，能够高精度地检测各种潜在缺陷，包括但不限于裂纹、腐蚀以及疲劳损伤。举例来说，考虑一个电力公司拥有的大型发电机。这个发电机在运行时承受了极高的应力和温度，这些因素可能导致内部裂纹的形成。数字式超声波探伤仪可以被用来深入探测发电机的内部，快速而准确地识别裂纹的位置和程度。这种及早的检测允许电力公司采取必要的维护措施，防止裂纹的进一步扩展和潜在的设备故障。

4.2 结构的完整性评估

电力设施的结构完整性对于确保其安全运行至关重要。它们在电力行业中扮演着重要的角色。维护这些设施的结构完整性对于确保它们的长期可靠性和安全性至关重要。在这方面，数字式超声波探伤仪是一种不可或缺的工具。以一个路边电力线路为例，在关闭电路后，使用数字式超声波探伤仪，首先按照特定的设置，将探头放置在桥梁表面。通过按下自动增益键，将探测的最高波信号调整到满刻度的80％，以确保获得清晰的回波信号。然后，开始向左平行移动探头，观察探测屏幕上的回波信号。当回波信号降低到40％的时候，即最高波的一半强度时，记录下探头到被测钢板左端的距离，记作S1。接下来，继续向右平行移动探头，直到回波信号再次降低到40％的时候。此时，记录下探头到被测线路左端的距离，记作S2。最后，通过计算S2减去S1所得到的数值，可以精确测量出缺陷的长度（L）

[3]。这一过程允许工程师和技术人员获取关于线路结构内部的缺陷信息，包括其位置和大小，有助于制定维护措施并确保结构的完整性和安全性。

5仪器保养与维修

5.1人员培训

为了确保设备的安全操作和准确使用，操作人员需要接受正规的超声波探伤技能培训。超声波探伤仪虽然是一种强大的工具，但其有效性依赖于操作人员的专业知识和技能。未经培训的操作人员可能会产生难以预测的错误探伤结果，可能会影响设备的可靠性和安全性。在进行超声波探伤之前，操作人员应详细阅读设备的操作手册和使用说明书，以确保他们了解设备的功能、性能和安全操作规程。此外，他们应接受与超声波探伤相关的正规培训，以掌握正确的操作技巧和解读测试结果的能力[4]。为了获得合格的超声波探伤人员，可与相关的无损检测协会或培训机构联系。这些机构通常提供专业的培训课程，涵盖超声波探伤的原理、设备操作、数据分析等方面。培训通常包括理论课程和实际操作培训，以确保操作人员能够在实际工作中应用所学知识。

5.2仪器保养

仪器保养对于确保设备的稳定性和可靠性至关重要。首先，使用与仪器随机标配的探头连接电缆线、通讯电缆线等配件。不同规格的电缆线可能不兼容，导致仪器内部电路故障或外部连接插座的损坏。确保所使用的配件与仪器相匹配，以减少潜在的问题。另外，绝对要避免任何液体渗入仪器内部。液体的进入可能导致电路损坏和设备故障。因此，在使用过程中要格外小心，确保仪器不受雨水、液体飞溅或其他潮湿环境的影响。在仪器搬运过程中，应特别小心，避免摔跌、强烈振动、撞击以及雨雪淋溅。这些情况可能会损坏仪器的内部部件，影响其性能。为了确保仪器的安全运输，可以采用适当的保护措施，如专用的仪器外壳或包装箱。这些外壳和箱子通常具备抗震、防水、防冲击的特性，有效保护内部仪器免受外部冲击和不良天气条件的侵害。同时，正确使用填充材料和固定装置也能确保仪器在搬运和运输过程中固定稳妥。

结束语：

总之，数字式超声波探伤仪在电力行业的无损探伤中发挥着关键作用，确保电力设备和结构的安全性、可靠性和完整性。这一先进的技术基于超声波原理，通过发射和监测声波信号，能够精确检测内部和外部缺陷。无损探伤技术不仅有助于提前发现潜在问题，还可以减少维护成本和降低设备故障风险。数字式超声波探伤仪作为一种强大的工具，为电力公司提供了必要的工具，以确保电力系统的连续供电和安全运行。

参考文献：

[1]顾晓雯.用于钢结构检测的无损探伤技术研究[J].工程技术研究,2023,8(14):216-218.

[2]邹智慧.金属管道超声波无损检测方法的研究[J].世界有色金属,2019(24):276-277.

[3]潘劲,唐恒蔚,张天华等.探究超声波传感器的应用[J].决策探索(中),2019(12):94-95.

[4]韦兴平,车畅,宋春华.超声波传感器应用综述[J].工业控制计算机,2014,27(11):135-136+139.