1963年，Gericke采用高阻尼的鈦酸鋇探頭，對含有3.2mm( 1/8in,1in=25.4mm)和0.8mm( 1/32in)圓柱形孔的鋁試樣分別進(jìn)行了一系列超聲波試驗，時域波形和頻譜結(jié)果如圖6-1所示?？梢钥闯?，兩種試樣對應(yīng)的時域波形幾乎看不出明顯差別，但是在5 ~14MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行頻譜分析得到的結(jié)果卻有明顯差別。表明頻譜分析技術(shù)對于區(qū)分缺陷尺寸具有重要作用。

頻譜分析方法還可以區(qū)分具有相同孔隙率但孔隙情況不同的兩種試樣：一種是含有大量小孔洞的情況；另一種是孔洞數(shù)量很少但孔洞很大的情況（這兩種情況具有相同的反射橫截面）。同樣，采用標(biāo)準(zhǔn)的脈沖反射法對試樣內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測時，因為這種方法對缺陷的空間取向不太敏感，可能會產(chǎn)生嚴(yán)重誤差。圖6-2給出的結(jié)果表明：對于含有不同空間取向的缺陷，頻譜分析方法能夠揭示它們之間的顯著不同。

Krautkramer率先提出了一種解決該問題的途徑，他建議采用寬頻帶的超聲波脈沖信號，對缺陷的反射波進(jìn)行頻譜分析。Gericke、Whaley 和Cook通過相關(guān)實驗建立了缺陷特征與反射波頻譜之間的定性關(guān)聯(lián)。Whaley和Ad-ler進(jìn)行了一系列系統(tǒng)的實驗，建立了一種通過分析超聲波頻譜來預(yù)測缺陷大小和空間取向的定量分析模型。以此為轉(zhuǎn)折點，頻譜分析技術(shù)逐漸成為一種可行的研究工具，為傳統(tǒng)的脈沖回波檢測技術(shù)提供了補充。Adler和Whaley進(jìn)一步將該模型的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到了探頭和缺陷之間具有任意空間夾角的情況。他們引入了多探頭技術(shù)，還將頻譜分析技術(shù)應(yīng)用到缺陷表征之外的厚度檢測領(lǐng)域。Simpson借助傅里葉分析方法繼續(xù)研究，發(fā)展了頻譜分析技術(shù)。他解釋了頻譜圖中那些以前沒有引起學(xué)者們注意的不規(guī)則譜，從而使得從超聲波頻譜圖中能夠提取到超聲波衰減和相對相位移動等更加豐富的信息。Adler和Lewis在超聲波衍射原理的基礎(chǔ)上提出了一種新的模型。該模型將假設(shè)建立在一個更嚴(yán)格、更可靠的基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)了對任意形狀的缺陷進(jìn)行頻譜分析。

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