空气耦合超声系统介绍

高灵敏度空气耦合超声波检测系统

日本探头株式会社（

Japan Probe Co., Lt d

）是具有

30

多年历史的专

业生产超声波探头、超声波发射接收器和检测系统的厂家，日本探头株式

会社（

Japan Probe Co., Ltd

）利用自己 的高新技术和丰富经验，针对不

能用耦合剂无损检测的方法研究，经过多年努力和发展， 终于研制成称之

为

“

高

灵

敏

度

非

接

触

空

气

耦

合

超

声

波< /p>

检

测

系

统

（

Non-Contact

Air

Coupled Ultrasonic Testing

< /p>

简称

NAUT

）”

。

NAUT

可以广泛应用于以下< /p>

材料检测：复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、

< br>橡胶、塑料、泡沫以及其他不能使用耦合剂的材料

。

1.1

非接触式超声

非接触式超声与常规超声检测类似，其最大的区别是非接触式超声不需要声耦合

剂涂 抹在待检测工件上，就能很好的将超声波从发射探头通过空气传播到待测工件

中。常用声 耦合剂包括机油、胶体、水等，这些耦合剂需要清理，通常会使得整套系

统变得笨重，使 得工作场所变得很脏乱。对于

NAUT

来说，周围环境空气就是 其声耦

合剂，高温低温工件及不适合用声耦合剂的工件也能进行超声波无损检测。

在研制此系统时，为了使超声波有效的发射到空气中，穿过检测工件 ，并将接收

信号进行成像处理，必须解决三个问题：第一，研制声阻抗匹配层材料，实现 探头和

空气的最佳耦合；第二，研制超高功率发射接收，实现向空中发射高功率的超声波 ；

第三，研制前置放大器，实现接收信号的低噪音增幅。通过多年的努力，终于成功的< /p>

研制成了“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（

Non- Contact

Air

Coupled

Ultrasonic

Testing

），打开了

21

世纪的超声无损检测的新纪元，我们将它命名 为

NAUT21

，目前，

NAUT21

检测系统在复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混

凝土 、木材、橡胶、塑料以及其他材料的检测上得到了很好的应用。现在广销日本、

英国、韩 国、美国、中国等国家，并受到客户的一致好评。

1.2

NAUT21

检测和分析

所有的

C

扫 描成像都是使用空气耦合超声穿透法通过两轴电动运动机构来实现。空

气耦合超声波穿透 法：

超声波从空气中发射到被检查材料内部，透过的超声波到 达接

收探头。通过透射的超声波峰值的大小来判断被检查材料内部是否存在缺陷。如下图

1

所示。

1

（

a< /p>

）

NAUT21

平面检测

（

b

）

NAU T21-R

曲面检测

图

1

高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统的外观图

发射探头

晶片

超声波

空气

样本

没有空洞等其他异物

试样的声阻抗相同

透过的超声波波形峰值不变

< br>如有空

洞

，超声波不透过。

如有 异物（即声阻抗不同）

透过的超声波波形峰值不同

接收探头

图

2

非接触空气耦合超声波检测原理

检测方法为穿透式，将工件放置在两探头中间，探头对称放置 在工件两侧，以保

证超声波垂直入射到工件中，

所有的信号在采集过程中都是原始波形，不使用信号处

理。在

C

扫描成像中，红色代表超声穿透能量高，蓝色代表超声穿透能量低。