非金属超声波检测仪原理

11月28日，激光超声波可视化检测仪技术在西安航空基地正式通过科技成果鉴定。这一技术的国产化，填补了业界空白，大大缩小了与世界发达国家在无损检测仪器研发与生产方面的差距，是我国无损检测领域的一项重大突破。 　　无损检测在各制造行业的品质管理中，一直扮演着举足轻重的角色。其中，超声波检查因其安全、经济、简便而得到了广泛应用，但无法对任意复杂形状以及非金属物体内部缺陷实现高效、直观地检测。随着碳纤维复合材料、陶瓷基复合材料等新型材料的广泛应用，航空工业也得到了前所未有的发展，但迄今对这些新型材料的无损检测还缺乏有效的手段。 　　由西安金波检测仪器有限责任公司研发的激光超声波可视化检测仪，成功突破了无损检测领域中的这一世界科研难题。该检测仪的问世，对任何形状物体及绝大多数材料的内外部探伤，小到电子元器件，大到飞机机身部分均可进行无损检测，并可在高温、有毒等恶劣环境下工作。使用激光超声波可视化检测仪对飞机机翼、火车车轴等高速运载工具部件以及发电设备、压力容器等产品进行定期检查，可以最大限度地延长其安全使用寿命，避免重大事故的发生。 　　如果传统的超声波无损检测技术被比喻为“收音机”技术，则激光超声波可视化无损检测技术就属于“电视机”技术。激光超声波可视化检测仪由检测单元和激光单元组成，可简单地将超声波的传播过程可视化，并根据波形变化检查出被测物体内部或表面的损伤，通过计算机屏幕清晰、实时地观察。由于激光超声波可视化检测仪技术实现了无损检测的可视化，对物体内部存在的缺陷及损伤的识别变得非常容易，且可防止无损检测中经常发生的漏检和误判。 　　金波公司研发的“激光超声波可视化探测仪”，是西安航空基地入区企业科技创新的典型范例。西安航空基地具有集飞机设计研究、生产制造、试飞鉴定、教学为一体的航空产业体系，同时具备各类与航空产业有关的高科技研发群，对于“激光超声波可视化检测仪”的使用、推广、乃至产品改良都提供了得天独厚的广阔空间与平台。依托激光超声波可视化检测仪，目前西安航空基地已成立无损检测服务平台与工程技术研发中心，先后为近百家西安航空基地入区企业及国内航空、航天、军工、核电、电力领域企业提供服务，出具检测报告80余份，解决了众多目前无法解决的难题，大大提高了我国的无损检测技术水平，进一步提升了航空产品的可靠性与安全性。

近日，市计量院的《一种非金属超声检测仪的检定系统》项目获得国家知识产权局授予的发明专利权。 　　该发明主要用于调节和反馈非金属超声波检测仪的发射换能器与接收换能器及二者的运动状态，与非金属超声波检测仪的传统检定方法相比，能有效提高装置运行的可靠性及测量结果的准确性，对测量误差的分析更加全面。

近年来，随着我国传统产业转型升级，新兴行业高速发展，为无损检测行业提供了持续的发展机遇。当前，无损检测技术包含的技术类型非常多，而超声探伤是其中尤为重要的一种。据某机构研究报告推测，到2024年，全球无损检测市场规模可达到126亿美元，超声检测将占据最大比例的份额。现阶段，尽管国内企业总体水平和综合实力有了很大程度的提高，在超声无损检测基础理论、技术开发、仪器设计和研制及产品应用等方面都已在国际占有重要一席，但在全聚焦相控阵超声检测技术等高端制造方面，仍与欧美发达国家仍存在一定差距。总体而言，当前我国市场的超声无损检测设备主要以奥林巴斯、贝克休斯、英国声纳、美国捷特、法国M2M等进口品牌，以及汕头超声、中科创新、多浦乐、南通友联等国产品牌为主。为方便业内人士更进一步了解我国超声无损检测设备市场的发展状况，本文特对超声波探伤检测仪（HS90318031）近三年的海关数据进行了汇总分析。从进口数据看：进口金额持续下跌，德国是第一大贸易伙伴自中美贸易战开打，超声波探伤检测仪经历了几轮加征关税，其进口市场受到冲击，再加上新冠疫情给全球经济发展带来的需求收缩、供给冲击、预期转弱等压力，近三年我国超声波探伤检测仪的进口额连续下跌。2021年，我国超声波探伤检测仪的进口额约6.82亿元，较2019年下降近18.23%。从逐月进口额来看，2019年至2021年，我国超声波探伤检测仪的每月进口额徘徊在4000~8000万元之间。值得注意的是，2019年1月份进口额出现激增，主要系该月自德国、加拿大、美国、英国、韩国、意大利、挪威等多地进口额均有大幅提高。从近三年各地区进口额来看，德国是我国超声波探伤检测仪市场最大的贸易伙伴，其次是美国、加拿大、日本和以色列。从各年的进口额来看，受疫情影响，2020年我国自德国、美国、加拿大进口超声波探伤检测仪的金额均有所下降，随疫情好转，2021年有所回升。从上图可以看到，2019年至2021年，美国稳坐我国超声波探伤检测仪进口市场“亚军”宝座，贸易战似乎并没有影响到我国从美进口超声波探伤检测仪的热情。从出口数据看：出口额远低于进口额，香港是最大出口地区2019年至2021年，我国超声波探伤检测仪的年出口额分别为0.86亿元、0.76亿元、1.20亿元，远低于同期的年进口额（8.34亿元、7.01亿元、6.82亿元）。从我国超声波探伤检测仪的年出口额来看，2020年较2019年下降约12%；2021年迎来爆发式增长，主要系该年出口至中国香港、巴基斯坦、韩国、中国台湾、德国等地的金额均大幅提高。从逐月出口额来看，2019年至2021年，我国超声波探伤检测仪的每月出口额主要徘徊在500~1000万元之间，且每年的11月、12月、1月是我国超声波探伤检测仪市场的出口“旺季”。 近三年，中国香港、德国、美国、印度尼西亚、巴基斯坦是我国超声波探伤检测仪的前五大出口贸易地区。值得注意的是，2021年，我国超声波探伤检测仪出口至美国的金额大幅减少，而出口至香港、德国、巴基斯坦、韩国、德国、日本、缅甸、埃及等地的金额均大幅增长。对比：进口金额三连降，出口金额迎井喷根据每年的总进出口金额和总进出口数量，计算得出每年的进出口均价。2019年至2021年，我国超声波探伤检测仪进口均价分别为27.68万元/台、13.62万元/台和10.27万元/台，而出口均价分别为0.08万元/台、0.04万元/台和0.23万元/台。从计算数据可以看到，或许是因进口的多为整机，而出口的多为元器件（低端的超声换能器），我国超声波探伤检测仪的进口均价远远高出同期出口均价。总的来说，近三年连续下降的进口金额，以及2021年迎来“井喷”式增长的出口金额和均价，令我们看到了国产超声波探伤检测仪市场的“崛起”态势，但不可否认的是，国内超声波探伤检测仪产品与国外还存在很大差距。国内仪器厂商要在竞争激烈的无损市场中站稳脚跟，务必要认清态势，不断研发创新，从而建立起自己的核心竞争力。