无损检测那些事儿
一、什么是无损检测？
无损检测是一个比较大的范围，不管是什么行业，无损伤地进行检测就是无损检测。
这里就使用范围最广，频率最高的工业上的无损检测进行简单回答。
无损检测，即Non-Destructive Testing，是一种不损害工件表面或不影响工件使用寿命条件下获取其内部缺陷信息的技术操作，传统上，无损检测中有五大常规方法——射线检测RT、超声检测UT、磁粉检测MT、渗透检测PT以及涡流检测ECT。
最近的几十年中，无损检测行业在应用物理学与测控，仪器技术的发展支撑下有质的飞跃，产生了许多新兴检测手段，以超声为例，衍生出有TOFD（衍射时差法）、PA（相控阵检测）；以射线为例，出现有工业CT；以电磁检测方向为例，产生了脉冲涡流检测，远场涡流检测等。其他检测方法如声发射AE、红外成像TIR等。这些检测手段都是比较新的，有的已经开始普及，而有的还没有国家标准，甚至有的还在实验室摸索阶段。一篇文章难以完全说完如此大的一个概念，作者挑目前做常用的方法进行简单介绍。
其实工业上检测手段和大家上医院是一样的，所以检测人员又被称为工业医生。超声检测相当于医院的B超，射线检测相当于拍胸片，目视检测就差不多照了个胃镜……
下面就目前还最常用的五大常规方法进行简单介绍，能让读者了解无损检测的基本工作内容。
1.1超声检测（Ultrasonic Testing）
超声检测顾名思义要用到超声波，超声波是一种机械波，学了初中物理我们知道频率在20Hz以下的叫次声波；20000Hz以上的叫超声波。通过压电晶片触发超声波（传统超声检测），脉冲声波穿透工件，利用空气（其他材质工件）与工件的声阻不同，得到反射回波信号，根据反射回波信号判断是否存在缺陷。我们就能在仪器上看到A扫的图像，就是一个二维的波形图。一般来说我们用一个探头就能完成收发的工作，有时候会用两个探头来完成一发一收的工作。
对了，我们学过声波有横波和纵波之分。没错，产生纵波的探头我们叫直探头，产生横波的探头我们叫斜探头。
直探头，很明显，声波直上直下，几乎怎么出去怎么回来，一般观察初始波与一次回波之间的信号，偶尔要观察二次回波间信号，由于受工件具体形状影响（如侧壁效应），产生的杂波需要检测人员自行甄别。
而横波基本同理，但是脉冲波在工件里是斜着来去的，用图片就描述清楚了，这在复杂工件，纵波不易检测的区域有非常重要的作用。
此外，除横波纵波检测，还有表面波检测等，此处不再赘述。
1.2 磁粉检测（Magnetic Particle Testing）
这个比较简单，我们初中物理做实验做过用磁粉撒在磁铁上面的玻璃会呈现磁感线形态，这里也基本利用这一点。我们这里介绍连续法检测，剩磁法有兴趣可以自行百度。通过交叉电磁轭，外部施加一个磁场，在外磁场的作用下，如果工件没有缺陷，那工件表面就相当于有一个相对均匀的磁场，磁悬液（可以看成是撒磁粉）喷上去也不会有明显东西。倘若工件表面或近表面存在缺陷，则产生磁场会发生畸变，磁粉集中于缺陷处，对缺陷位置进行放大显示。
看这些磁痕，反正对我来说要看瞎了
在各个行业，磁粉检测非常常用，哪怕国之重器。只不过无损检测太不显眼了，常常用而不觉，在CCTV纪录片《超级装备》第二集中对船曲轴的部分（36分11秒）处就出现了磁粉无损检测的镜头
1.3 渗透检测（Penetrant Testing）
渗透检测的原理也是五大常规里相对比较简单的，利用狭窄开口缺陷物理学中的的毛细现象，使其吸收带颜色的渗透剂，最后通过染色结果判断缺陷。
关于渗透检测，我在另一回答中已详细阐述，在此就不再赘述了。
染完色之后洗掉表面染色剂，喷洒显像剂将缺陷中的染料呈现，此时最难判断的是由于工件表面沟壑产生的错误染色，不过这点在有经验的检测人员面前可以排除掉。
1.4 射线检测（Radiographic Testing）
这里是外行最有看头的部分，因为大家都对电离辐射有着谜一般的恐惧。射线检测利用的是X射线或其他射线在工件中材料与空气的衰减系数差，在底片中呈现黑白影像，以此判断是否存在缺陷。
说起来很简单，我在一个回答中详细介绍了电离辐射以及应用，里面就有关于射线检测的部分：
强度衰减公式可以简化为：I=I0e−μ2xI=I_{0}e^{-\mu^{2}x}，μ\mu为衰减系数，此技术主要看衰减系数的差异了。
拍出来的影像目前仍靠人眼去识别，这是检测人员的必修课，想看图谱的可以点击以下我的一篇概括文章。因为有时候工件表面的凹凸也会对成像有影响，甚至洗胶片时候也可能会产生影响，我们把这些错误呈现缺陷叫伪缺陷，这对检测结果的判定有重要影响。
1.5 涡流检测（ Eddy Current Testing）
高中必修告诉我们，在一个交变电场下，金属导体会产生类似漩涡状的电流，简称涡流，没错，我们就是利用这点对工件表面或近表面（常规涡流中）进行检测。
如果工件表面和近表面无缺陷，产生的涡流是非常规整漂亮的漩涡，但是如果有缺陷存在，这个涡流将会发生变形。我们利用这个变化了的涡流产生的磁信号转化为电信号（同样是电磁感应定律），通过这个信号来判断是否存在缺陷。
对于涡流是什么样的，有无缺陷产生的涡流的样子可以点我另一回答：
为什么涡流检测只能检测表面或者近表面缺陷，这点高中物理没解释，那就是趋肤效应，就是这个电流喜欢在皮肤上跑，不喜欢往深处去。影响它留多深取决于工件电导率，磁导率以及我检测施加的电流频率，有兴趣看详细推导过程可以移步我另一回答：
常规涡流检测缺陷信号经过差分后最终会呈现一个8字形。
说到这里，五大常规检测就基本介绍完了。每种技术都有它的优点和缺点，比如说常规超声检测，有近场盲区，渗透磁粉只能检表面近表面缺陷，射线检测受工件具体状况影响，而且需要戒备等等。我们一般多种检测手段复合使用，确保全方位，无死角检测。
除了这些常规技术，很多技术都在发展，如涡流检测不再局限于表面近表面，超声不再只有A扫图像……得益于多种检测手段的发展，无损检测在保障航空、铁路、军工或各种特种设备（游乐设施、电梯等）均发挥了无可替代的作用。在上世纪，得益于钱学森先生的高瞻远瞩，我国开展自己的无损检测领域研究，慢慢追赶国外技术的脚步。
无损检测存在感低取决于大部分检测者的默默工作，加上教育部撤销了这个专业，高校将此专业合并进应用物理，测控，仪器专业里，基本就没人知道了。其实无损检测离大众非常非常近，地铁，电梯等等。
这是我上课时候拿的手持式红外热成像仪，红外检测也逐渐走向成熟。
我与我舍友在中航做红外检测实验，利用碘钨灯加热试件
二、常规超声检测存在的问题
超声检测如果指的是常规的超声检测，确实有一些缺陷的，是五大常规检测中的重要组成，在工业检测中几乎不可或缺。五种常规检测手段基本上都有相应的弊端，因此具体检测时需要多种检测手段结合使用。
2.1 常规超声检测需要有耦合剂
液浸法检测或者用电磁超声忽略这里。 我们知道，空气的声阻与被检材料的声阻是有巨大差异的，这种差异直接导致如果不将探头与工件间的空气排除掉，超声波无法将足够的能量打入材料，材料中无法有足够的声压。
而耦合剂的作用就等于排除空气，使探头与被检工件紧密结合，减少能量衰减获得可靠数据。在实验室，理想的耦合剂有机油，但是由于成本高，在实际检测应用中并不会用机油做耦合剂。在实际应用中使用工业浆糊，也能达到不错的耦合效果，成本低廉，适合大量检测现场。用水行不行？理论上当然可以，但要做好防锈。
2.2 探头存在近场盲区
超声近场区计算公式：N=D24λN=\frac{D^{2}}{4\lambda}其中，NN是近场长度，DD是声源直径，λ\lambda是声波波长。 在近场区，由于声波间存在干涉，声压会出现极大值极小值，处于声压极小值处大缺陷回波可能较低；相反，处在声压极大值附近回波可能变高。因此在近场区定量会出现不准的情况，也称为近场盲区。 检测最合适的区域是三倍近场区外，这个距离也叫远场区。为什么要三倍？这和超声波声场有关，三倍近场区外，探头声波规律与球面波规律基本一致，可以简化为球面波进行研究，用来做定量检测。
2.3 存在声束扩散角
声波从探头出来不可能是一条线，它是呈一个角度发散的。
声束扩散角会影响缺陷的检出能力，而扩散角与近场区长度又有微妙的关系。圆形探头声束半扩散角公式：θ=70λD\theta=70\frac{\lambda}{D}度 其中，λ\lambda是声波波长，DD是探头直径。 具体检测需要根据工件的结构、厚度等调整波长与探头直径的关系。例如对奥氏体不锈钢检测，奥氏体晶粒粗大易导致背散射，而晶粒大于波长0.1倍时背散射会更显著。因此，探头选择上需要考虑的因素比较多，一般参照执行国家标准。
2.4 单一探头未必完成任务
通常可能需要多个探头检测最终确定缺陷的准确位置，像焊缝检测中，直探头可能不如斜探头好用。
三、超声波检测新技术
3.1 激光超声
激光超声是一种非接触、高精度、无损伤的新型超声检测技术。利用激光脉冲以热弹效应或烧蚀效应在被检测工件中激发应力脉冲，应力脉冲能同时激发出不同波型的超声波信号，通过接触或非接触式地接收传播后的超声波,从而获取工件信息和缺陷表征，比如工件厚度、内部及表面缺陷，材料参数等。
激光超声的信号接收方式主要有接触式和非接触式两大类，分别对应传感器检测与光学法检测两种检测方式。
1.接触式：通过压电换能器、电磁声换能器、电容声换能器等进行检测。方便接收激光超声信号，但必须与样品接触或者非常接近样品表面，才能获得高的检测灵敏度。且通过耦合剂与样品表面接触检测时，检测结果受耦合剂性能的影响，重复性不好，不能在复杂结构进行检测。。
2.非接触式：利用光学方法探测材料表面的超声振动，是一种新型的无损检测手段，该方法具有非接触、灵敏度髙等特点，能够克服传统超声波检测需要耦合剂的缺点，是真正意义上的非接触检测技术。
光学检测法-非干涉检测：包括刀刃技术、表面栅格衍射技术及反射率技术等。
1、刀刃技术。当入射到表面的探测光点的尺寸小于超声波波长时，超声波将引起反射光偏转。偏转量由刀刃割截的光通量或位置敏感接收器测定，用于检测表面声波和体声波的传播情况，从而表征出样品的微结构和内部缺陷； 2、表面栅格衍射技术。当入射光斑的尺寸相当于几个声波的波长时，由于 Bragg效应或 Raman-Nath效应（声光效应），会产生一级或多级衍射光。通过测量衍射光的强度和偏转角，即可测定超声波的传播参量； 3、反射率技术。脉冲激光照射到样品的表面上，产生的超声应力能引起样品光折射率的微小改变。这种微小改变又能引起样品镜式或弥散式反射率的变化。通过检测这种变化，即可得到脉冲激光在薄膜中产生的超声回波。光学检测法-干涉检测：分为光外差(或零差)干涉仪技术、差分干涉仪技术及速度(或时延)干涉仪技术等。
1、光外差（或零差）干涉仪技术：激光器发射的脉冲激光束被分成两路：一路经聚焦后入射样品表面，被样品表面反射、再被分束镜反射后进入探测器；另一路被反射镜反射后也送入探测器。进入探测器的两路光将发生干涉。通过检测其相位，即可确定样品表面的振动位移。根据光路中有无频移装置分为外差干涉仪系统和零差干涉仪系统。适用于抛光后物体检测。
目前，非接触式超声无损检测主要包括空气耦合超声无损检测、电磁超声无损检测、静电耦合超声无损检测和激光超声无损检测等。
激光超声优势：
（1）激光超声免去了常规超声换能器必需的耦合剂，从而避免了耦合剂对测量范围和精度的严重影响以及由于耦合剂的使用而对检测材料产生的各种污染；（2）超声波场受到的干扰很小，具有极强的抗干扰能力；
（3）易于实现远距离的遥控激发和接收，并可实现快速扫描以及在生产现场对快速运动的工件进行在线检测；
（4）可以通过一透射窗口将激光束导入特定的空间，从而使其能方便地应用于高温（特别是700℃以上）、高压、高湿、有毒、酸、碱的检测环境或被测工件存在核辐射、强腐蚀性和化学反应等恶劣的情况；
（5）利用锁模激光器很容易获得与激光脉冲的宽度相近的超声脉冲，频带远宽于常规换能器所产生的超声，从而使得基于超声衍射方法的缺陷检测技术具有检测微小缺陷和裂纹的潜力；
（6）探测激光束可被聚焦成非常小的点（10μm），因而即使是常用的激光系统，也能实现数微米的空间分辨率。有利于缺陷的精确定位及尺寸度量，并可作为点声源应用于理论研究；
（7）激光超声可用于表面几何形状复杂及受限制如焊缝根部、小直径管道等部位的检测；
（8）激光脉冲作用到固体表面，可同时产生纵波、横波及表面波，因此激光超声技术不仅可以用来检测体缺陷，还可以用以检测界面缺陷以及表面缺陷。
激光超声劣势：
（1）激光转换成超声信号主要基于热弹效应和烧蚀效应，前者的转换效率较低，而后者一般会造成试件表面的损坏，需要在试件表面涂上一层吸光材料。通过材料表面处理、激光光束调制等方法可以提高激光超声的转换效率，但光声转换效率仍需进一步发展和提髙；
（2）激光超声检测的灵敏度不够理想。常用的激光超声检测元件一般分为电学和光学两类，前者一般属于接触式测量，后者一般基于光学原理，属于非接触式测量。然而，后者的灵敏度较低，检测到的信号的信噪比较差，会对信号的分析处理造成一定的困难。
（3）在对飞机复杂结构复合材料的检测中，激光超声无损检测虽然拥有很好的优势并获得了应用，但是对于平坦规则的板件，在考虑检测速度和成本的情况下，传统的超声检测系统还是占据了优势。
激光超声检测应用范围：
1、材料特性测量：
可在高温条件下对材料进行尺寸测量，如宽度、厚度及形状面积等。测量材料内部的力学特性，如残余应力、硬度等参数。检测材料内部及表面应力分布。2、生物组织光声成像：脉冲激光束照射至生物体，生物组织吸收激光束的能量，由于热膨胀效应，产生的超声波信号在人体中传播，利用检测到的超声波信号对其图像进行重建，从而得到生物组织影像。
3、无损检测：
激光超声技术可对材料内部缺陷进行定性与定量检测。激光器产生的脉冲宽度很窄，可达1ns，频率可达kMHz级，相应的波长为几μm，可以提高对材料内部微缺陷的检测能力，一般精度可达0.1mm。激光超声技术作为一种非接触的无损检测方法，可在高温、高压、强辐射、有毒等恶劣环境下对材料进行高精度的无损检测。对于一些形状复杂的试件（如楔形结构、V型结构和蜂窝夹层等），激光超声技术能在一次激发过程中产生多种模式的超声波信号，因此可应用于对风机叶片、机翼主轴的零部件以及核电材料中的一些关键零部的裂纹缺陷实时检测。3.2 相控阵超声
相控阵超声（PA）是一种先进的超声检测方法，已应用于医学成像和工业无损检测中。常见的应用是无创性 检查心脏或找到破绽制造材料，如焊接。单元素（非相控阵）探头，技术上称为单片探头，沿固定方向发射光束。为了测试或询问大量材料，必须对常规探头进行物理扫描（移动或转动），以将光束扫过感兴趣的区域。相反，相控阵探针发出的光束可以聚焦并进行电子扫掠，而无需移动探针。该光束是可控的，因为相控阵探头由多个小元件组成，每个小元件都可以在计算机计算的时间点上单独脉冲化。术语阶段化是指时序，而数组是指多个元素。相控阵超声测试是基于波 物理学原理的，它在光学等领域也有应用和电磁天线。
PA探头由许多小型超声换能器组成，每个超声换能器均可独立脉冲。通过改变定时，例如通过使来自每个换能器的脉冲逐渐延迟沿线路向上，来建立相长干涉的模式，该模式导致根据渐进时间延迟以设定角度辐射准平面超声波束。换句话说，通过改变渐进时间延迟，可以电子控制光束。它可以像探照灯一样扫过被检查的组织或物体，并将来自多束光束的数据放在一起，以形成显示穿过物体的切片的可视图像。
相控阵广泛用于建筑，管道和发电等多个工业领域的无损检测（NDT）。此方法是一种先进的NDT方法，用于检测不连续性（即裂缝或裂纹）并由此确定组件质量。由于可以控制诸如光束角度和焦距之类的参数，因此该方法在缺陷检测和测试速度方面非常有效。除了检测组件中的缺陷外，相控阵还可以与腐蚀测试一起用于壁厚测量。相控阵可用于以下工业用途：
焊缝检查厚度测量腐蚀检查PAUT验证/演示块机车车辆检查（车轮和车轴）PAUT＆TOFD标准校准块多个探头元件产生可操纵的聚焦光束。焦点尺寸取决于探头的有效孔径（A），波长（λ）和焦距（F）。[7]聚焦仅限于相控阵探头的近场。产生图像，该图像显示穿过对象的切片。与传统的超声检测系统相比，PA仪器和探头更加复杂和昂贵。在行业中，PA技术人员比常规UT技术人员需要更多的经验和培训。3.3 衍射时差法
衍射时差法TOFD源自尖端衍射技术[1]，该技术由Silk和Liddington于1975年首次发表，为TOFD铺平了道路。有关此技术的后续工作在包括Harumi等人在内的许多资料中均已给出。（1989），Avioli等。（1991），以及Bray和Stanley（1997）。
Bray和Stanley（1997）将TOFD归纳为尖端衍射技术，该技术利用了这样的原理，即当裂纹被波浪撞击时，裂纹尖端会将信号衍射回表面上的其他位置。这些尖端的深度可以从衍射能量确定。
TOFD最初于1970年代在英国发明，是一种研究工具。使用TOFD可以更准确地测量裂纹尺寸，从而使昂贵的组件可以尽可能长时间地保持运行，而将故障风险降到最低。
原理
测量反射信号的幅度是确定缺陷大小的相对不可靠的方法，因为幅度很大程度上取决于裂纹的方向。TOFD代替振幅，而是使用超声波脉冲的传播时间来确定反射器的位置和大小。
在TOFD系统中，一对超声波探头位于焊缝的相对两侧。探头之一是发射器，它发出超声波脉冲，而另一端的探头则是接收器，它接收到该超声波脉冲。在未损坏的管道中，接收器探头接收到的信号来自两个波：一个沿表面传播，另一个沿远壁反射。当存在裂纹时，超声波会从裂纹的尖端发生衍射。使用所测量的脉冲传播时间，可以通过简单的三角函数自动计算裂纹尖端的深度。
图5显示了B扫描图像，该图像由水平探头移动和垂直方向上的飞行声音时间生成。回波振幅显示为灰度，通常为零振幅浅灰色（负最大振幅为黑色，正最大振幅为白色）。对于焊缝测试，重要的是要注意探头与焊缝横向对齐，而图像是沿焊缝方向生成的。这意味着图5的图像投影垂直于图1所示的探头投影！
在实践中，仅通过沿焊缝连续移动探头对来应用TOFD方法进行测试，而在传统的UT技术中，探头也必须垂直于焊缝移动。根据设备的不同，扫描可以手动执行，也可以使用自动操纵器执行。在任何情况下，都必须进行计算机数据评估。在TOFD方法的早期，就使用了一种称为 ZipScan的仪器，而如今可以使用许多可以进行B扫描的仪器-其中许多仪器在全球范围内都可以买到。
他可以胜任所有NDT检测吗？
1.灵敏度等级
如果仪器的灵敏度（增益）设置为非常低的水平，则TOFD图像将不会显示衍射回波[2]。如果将仪器灵敏度设置为刚好高于电子噪声水平，则TOFD图像将显示许多衍射回波，这些回波是由焊缝的非常小的不均匀性引起的，并不意味着焊缝确实很差。
同样对于TOFD技术，由于执行的测试始终要求接受标准，因此有必要定义增益或幅度水平。
2.裂纹尺寸的确定
描述了以下情况：根据AD-HP 5/3在生产过程中对焊缝进行了测试，检测到的FBH为3 mm。这意味着焊缝可能包含许多不均匀的FBH 1mm。在使用中通过使用传统的角梁测试可以发现裂纹。如果使用TOFD技术，则只能以更高的增益设置检测到相同的裂纹，因为裂纹尖端回波在FBH <0.7 mm的范围内响应的幅度很小。
实际上，裂纹尖端处的衍射回波并没有如图4和5所示那样清晰。裂纹尖端回波是由其他不均匀的不相关衍射回波引起的噪声区域的一部分。这可能导致无法使用TOFD技术进行尺寸调整。TOFD图像检查器需要执行与放射线照相中类似的描绘决策。他或她必须区分相关的回声。
3.检测背面的小裂纹
这是TOFD的主要缺点之一。对于在役焊缝检查，发现焊缝内部的旧缺陷通常不是很重要。更重要的是检测容器或管道背面的裂纹。作为检查示例，深度为0.5 mm的缺陷和应用。必须在壁厚30毫米的压力组件或容器上测试10毫米长
衍射回波无法用于该任务。因此靠近后壁的裂纹尖端回波幅度很小。在那种情况下，必须使用带有角波束探头和使用镜面效应的传统UT技术。TOFD技术不适用于此处！
优势
TOFD的好处包括[3]：
可以在生产期间进行–无需停机此方法无辐射记录检查数据并可以数字方式存储以备将来参考检验结果立即可用快速检查方法对所有焊缝缺陷类型的敏感性，包括裂纹，熔渣和缺乏熔合准确确定缺陷尺寸结论
考虑到上述TOFD技术的局限性，不建议为了节省TOFD的成本而放弃经过验证的测试方法，但是，TOFD可以作为其他测试方法的宝贵补充。
让我们看一下管道焊缝自动UT的示例。通过使用诸如ROTOSCAN或PIPECAT的机械化测试系统，可以替代射线照相方法。后者在脉冲回波技术中使用了8个聚焦角波束探头，以及一对TOFD探头。没有人会冒只使用TOFD技术的风险，但是对于完整的测试，它是有价值的附加组件。
当然，通过SAFT方法进行后处理，可以改善TOFD技术的结果。作者不知道该申请是否已被应用
3.4 空耦超声
空气耦合超声检测技术（下面简称空耦）早在20世纪60年就被提出来了,但由于空气对超声波的衰减、气固界面巨大阻抗差异造成超声波的大量反射和超声皮换能器的转换效率低这三个主要方面因素使得其研究及应用发展缓慢,随着空气耦合理论、材料学以数字信号处理技术的不断发展,空气耦合超声检测技术在21世纪有了新的突破。
(1)空耦超声检测技术的优势
摆脱材料的限制：
吸水溶解多孔损伤侵入脱环境的限制：
高温条件原位检测耦合剂难以清理(2)空耦超声检测技术的难点
空气耦合超声与常规超声检测方法最大的区别就是使用空气作为耦合介质,代替原有液体或固体耦合剂,而正因如此,空气耦合超声检测技术的发展面临一定的技术难度。
从这个表中可以看出：超声波在从空气入射到被测铝块，要损失大约80dB，当其再出射到空气中还要发生同样的衰减大约要损失150dB以上。而同样的超声波从水中入射到铝块中，只损失10dB。因此,巨大的特性阻抗差是空气耦合超声检测技术一个主要困难。因此使普通压电陶瓷的换能器无法实现非接触检测。
3.5 电磁超声（EMAT）
EMAT 的物理结构组成：高频线圈、磁铁和试件
高频线圈用于产生高频激发磁场；
磁铁用来提供外加磁场，可以是永久磁铁或直流电磁铁，也可以是交流电磁铁或脉冲电磁铁；
试件即检测对象，是 EMAT 的一部分，工件的材质必须具有导电性或铁磁性，或导电性和铁磁性都具有。
EMAT 的基本原理和换能机制
EMAT 的基本原理：当置于工件表面上的高频线圈通过高频电流时，它要在工件的趋肤层内产生涡流，此涡流在外加磁场的作用下，会受到机械力作用而产生高频振动，形成超声波波源。接收超声波时，工件表面的振荡也会在外加磁场力的作用下，在高频线圈中感应出电压而被仪器接收。
EMAT 的换能机制：洛仑兹力机制，磁致伸缩力机制，磁性力机制。
被测试件是铁磁性材料，在检测过程中的作用力分别是磁滞伸缩力和洛伦兹力，其中磁滞伸缩力起主要作用，并且两个力通常情况下方向相反，如果被测试件是非铁磁性材料，洛伦兹力起主要作用。
洛伦兹力式 EMAT 激发机理：当对激励线圈通入一定高频交变电流后，线圈周围感生对应的交变磁场，有电磁感应定律可以得出，在被测铝板中将会感生交变电场，进而在铝板表面感生涡流，涡流频率与对应激励线圈内频率相等，但是方向相反。在线圈上方加载永磁体后，在静态磁场作用下，被测铝板表面的带电粒子受力而产生偏移振动。带电粒子间的不断机械振动进而形成波动，便形成了超声波源。
磁致伸缩力机理：磁滞伸缩效应可以理解为由于加在铁磁性材料的磁场变化造成其材料内部晶格不断发生变换的过程。实质上，在铁磁型材料被不断磁化过程中，微观上会发生晶格的转动，若在此时为其提供变化的磁场，就会造成材料中的晶格发生转动，这样的正过程和逆过程其实就是电磁超声发射和接受的设计原理。当对回折型线圈通入高频电流时，铁磁性材料内部也将会产生交变磁场，交变磁场与马蹄型磁铁提供的偏置磁场进行叠加后，合成的磁场也是不断变化的。铁磁行材料内部的质点受磁滞伸缩的影响，进行不断振动，振动的频率与线圈中通入的高频电流保持一致，一个质点带动下一个质点振动，形成超声波源，在铁磁性材料内部以超声波的形式进行传播。
在微观上对非铁磁性材料中的磁滞伸缩效应进行解释。可以看出能量从高频电流到交变磁场，从交变磁场到合成磁场，最后到超声波以磁滞伸缩力为力源进行波的传播过程。其中铁磁性材料中同时有洛伦兹力和磁化力的作用，但是与磁滞伸缩力相比，数值相差甚远，所以在对铁磁性材料电磁超声波产生机理的问题中，往往以考虑磁滞伸缩力为主。
电磁超声换能器结构：换能器主要由磁铁（电磁铁和永磁铁）、被测试件和线圈构成当在线圈中通入高频电流时，由于能量的转换会在被测材料的趋肤层，所以无需耦合剂，能够实现非接触测量，进而可以在复杂环境下检测，比如高温环境检测等。完成磁铁形状和线圈缠绕形式不同组合，可以通过 EMAT 在被测材料或工件内部激发出不同种类超声波形。
偏置磁场：由于偏置磁场的存在，为被测工件提供不同静态磁场，为电磁超声波的激发奠定基础。
线圈结构：线圈结构是 EMAT 中的核心部分，当在线圈中通入高频电流后，与不同偏置磁场相互搭配，被测材料或工件内部将会激发出不同种类的超声波形.
电磁超声换能器结构：线圈与不同偏置磁场相互搭配，在被测材料或工件内部会激发出不同种类的超声波形。不同的超声波形应用与不同类型的电磁超声无损检测中。例如横波和纵波常用于金属板材测厚，兰姆波及剪切波常应用于薄壁材料厚度和缺陷检测，具有较高精确度。在设计电磁超声换能器过程中，要根据实际工程需要考虑。
电磁超声四要素：
被测材料：必须具有导电性或者磁性涡流电场或者高频磁场： 由EMAT线圈产生偏置磁场：可以由永磁体，电磁铁，或者是脉冲型电磁铁产生材料和探头接近：虽然电磁超声是一种可非接触技术，大量的提离对信号的幅度影响很大，所以通常使用中探头和被测体应尽可能保持接近，可接触。电磁超声与常规超声对比：电磁超声与常规超声又许多相似之处，对比常规超声和电磁超声的异同之处有助于电磁超声的设计。从图中可以看出，除了激励部分一个使用的是压电晶片，一个使用的是电磁作用，其它部分两者基本上是相同点的，所以两者具有很大的共同点。
综合比较常规超声和电磁超声的基本原理和使用特点，可以得出以下结论：
两者具有以下几个共同点：
①两者的激励信号都是脉冲形式形成截断的宽带窄脉冲；
②两者后面的信号处理部分是一样的，都是通过放大，检波，电平比较；
③两者在试件中形成的物理超声形式是一样的。
因此，在研究电磁超声中，
①可以借鉴常规超声的激励电路；
②可以部分借鉴常规超声接收电路部分的设计方法或者直接利用常规双探头超声的接收部分；
③所以可以交互的使用常规超声激励，电磁超声接收；或者电磁超声激励，常规超声探头接收的方式。
虽然电磁超声和常规超声有那么多的相似之处，但是它们还是有一些不同点：
（1）换能器电路特性不同；
常规超声使用的压电晶片的作用原理是利用压电晶体在特定方向上形状的变化，所以利于激励纵波；而电磁超声是通过电磁涡流作用于试件表面产生超声波，所以利于形成表面波和横波。
（2）激励电路不同；
（3）回波的信号特征不同；
回波信号的电压能量大小相差很大：常规超声电压范围 Vpp＝12V 左右，而电磁超声其出来的电压范围 Vpp 为 m V 级甚至更低。
（4）回波信号信号的阻抗不同；
常规超声属于电压放大型，其输入阻抗很高，而电磁超声放大属于电流放大，其输入阻抗很小。
四、射线检测如何防护
首先我们先科普核辐射所含单位，剂量当量一般用希沃特（Sv）。剂量极低的核辐射其实也是不用担心的，天然本底辐射在0.2μSv/h左右，本人实测过。
其实都要做辐射防护了，那必然与射线，核辐射常打交道，或以此谋生之人。本文后面以射线无损检测为例讲防护，但其实对于防护，都是一样的。
那具体什么人要作防护?
我们翻阅国家标准GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》可以找到:
对于任何在控制区工作的工作人员，或有时进入控制区工作并可能受到显著职业照射的工作人员，或其职业照射剂量可能大于5mSv/a的工作人员，均应进行个人监测。
标准里还提到:对所有受到职业照射的人员均应进行个人监测，但对于受照射量始终不可能大于1mSv/a的工作人员，一般可不进行个人监测。
那辐射监测工具有什么?
一般来说检测仪器分三种:气体电离探测器，闪烁探测器和半导体探测器。对于个人监护，一般会用个人剂量笔，即直读式袖珍电离室，或用热释光剂量计。以上内容均可以看文末我的另一篇关于核辐射的全面科普，里面都有描述，此处不再赘述。
有两点要明确
1.电离辐射无法完全避免，盲目增加防护成本无意义
2.电离辐射导致随机性效应是线性无阈的，应该避免任何不合理照射(这句话什么意思同看文末我的另一回答，有详细说明)
辐射防护的基本方法就三点：
1.时间2.距离3.屏蔽时间：在具有恒定剂量率的区域里工作的人，其累积剂量正比于他在该区域内停留的时间。即：
剂量剂量率时间剂量=剂量率×时间剂量=剂量率\times时间
上式告诉大家，剂量率恒定时，照射时间越长，工作人员吸收剂量越大。
距离：增大与辐射源间距离可以降低受照射剂量，这是因为辐射源一定时，照射剂量率与离源的距离平方成反比，就是大家熟悉的平方反比定律。
IA/IB=DB2/DA2I_{A}/I_{B}=D_{B}^{2}/D_{A}^{2}
IxI_{x}为xx处的射线辐射强度，DxD_{x}为射线源到xx处的距离
当距离增加一倍时，剂量or剂量率变为原来的四分之一。
屏蔽：(1)屏蔽方式：根据屏蔽要求不同，屏蔽物可以是固定式，也可以是移动式。
(2)屏蔽材料：γ射线和X射线屏蔽材料多种多样，任何材料对射线都有不同材料的削弱，但原子序数高或密度大的防护材料防护效果更好。
总之，屏蔽材料必须根据辐射源能量，强度，用途和工作性质选择，同时考虑成本和材料来源。
那遭受核辐射能治疗吗？以后能免疫吗？
核辐射病我认为应该说的是由超剂量核辐射造成的全身并发症
这些疾病无一例外均因为特定基因被改变导致，或各种炎症，或白内障，或腐烂
我假定你觉得的免疫是很多人遭受这样的伤害而人体自发产生对这一特定事物的抵抗能力(包括进化)
首先，人获得免疫能力是不容易的，而且我们谈的免疫基本都是由人体免疫系统对细菌与病毒产生的特异性免疫。
其次，如果说人要进化到抵抗高剂量核辐射的话，未免把进化论想得太容易了。人类历史上自发使用核能，造成核泄漏无处可逃的次数有多少?这么容易就进化出来了还得了，这样染色体就有金刚护体了岂不逆天了(我不否认有理论可能)
最后，车祸覆盖范围更广，时间更久，为什么没人问有没有人可以对车祸免疫....和核辐射一样的是一个是宏观一个是微观而已。
那为什么不用电子胶片？
我们现在的射线检测用的主要还是传统的胶片，传统胶片有一些缺点，比如价格贵，一次性使用，使用前暗室操作，底片质量随时间可能会老化等，但是它也有优点并存，比如体积小便携，灵敏度高等。
题主说到现在医用的不用胶片了，那以前是用的，比如拍胸透的时候，现在有一些医院还是会给患者底片，有一些只给电子图像了。这也带来一些问题，每个医院的DR（数字射线）的读取软件不通用，也就给患者跨院就诊带来不便，最后还得打印胶片。
那我们先了解下这胶片是什么？
还有为什么一会儿说胶片一会儿说底片呢，其实是有讲究的。我们习惯上把未曝光的胶片直接称为胶片，曝光后的胶片就叫底片了。很多简易介绍都没有对胶片进行介绍，主要教授如何进行检测，简单的检测原理。其实传统的胶片看起来好像就薄薄一层，其实不然，它有7层。中间一层是基质，也是我们能感知的主要成分，另外六层就是溴化银微粒和一些保护、粘合剂，它们像汉堡一样夹在一起。
当光或射线照在胶片上，感光层的溴化银微粒从本来的溴离子与银离子的形式发生氧化还原反应，形成潜影：
Br−+hν→Br+eBr^{-}+h\nu\rightarrow Br+e
Ag++e→AgAg^{+}+e\rightarrow Ag
我们将这样带潜影的片子经过显影定影就出炉一张新鲜底片了。
这是一张我没有曝光就拿去洗的底片，可以看到它不是完全透明的，这个就是胶片基底，一般使用醋酸纤维或者聚酯材料（涤纶）制作
如果是射线检测相关从业者就应该知道这个没曝光的底片也有黑度，叫灰雾度（D0D_{0}），一般要求灰雾度小于0.3，否则容易影响灵敏度。
那这些胶片还得洗，还得那么小心，为什么不直接用电子的拍摄就好了？
说到底，不仅一次性投入成本的问题，还有技术问题。工业检测不同于医疗行业的不差钱，工业必须精打细算，研发成本高，而且是否实用不得而知。
对于X射线的电子成像，一直有这样的研究，而且现在随着研究的深入，已经越来越成熟，只不过要应用与生产实践还有很长的路要走。现在除了电子实时成像技术，还有CR和DR技术。
CR即计算机射线照相技术，computed radiography，用成像板（IP板）的模拟数字照相技术。CR技术主要包括影响采集系统（IP板）、影响扫描系统（读出器）以及影像后期处理和记录系统（计算机，打印机，空间云储存）。CR成像是需要由计算机进行后处理的，最后在监视器屏幕上显示灰阶图像。CR技术不是这里重点，就介绍到这里，下面讲讲更先进的DR技术。
DR成像技术包括直接转换方式和间接转换方式。
直接转换：射线接收器经X光曝光后，X射线光子直接被转换为电信号。间接转换：射线接收器先将X射线光子变为可见光，再将可见光信号转化为电信号。典型间接转换型DR探测器是线性二极管阵列探测器。探测器由能将X射线光子成正比地转换为可见光的X射线转换层、具有光电二极管作用的低噪声非晶硅层、大量微小的薄膜晶体管阵列、大规模集成电路等组成，信号读取将各个像素的数字化信号传输到计算机进行图像处理后形成X射线影响，最后在监视器屏幕上显示数字化黑白灰阶影像。
线阵探测器目前达到每像素几何尺寸几十微米，有极高的空间分辨率和动态范围。目前还能在35x43cm的图像面积上使用2560x3072像素的探测单元矩阵。
CR和DR的技术优点是取代传统射线检测胶片，以数字化图像显示结果，改善图像质量，对获得图像同时显示，可互相参照、补充。但是平板DR最大的问题是：价格昂贵，承受高能射线能力差，一般不能在加速器下成像。
当然了，后面还有工业CT呢，医用能做，工业也能做！但是做了有没有市场那是另一回事了。
CT的技术对很多人来说都不陌生了，在工业检测中，人们主要接触到的主要是第三方检测机构和政府事业单位，做检测是需要赚钱的，而且缺口远远不像医疗行业一样大。加上尚有技术难点没攻克，就算攻克难点，也是主要应用与医疗行业，因为医疗和工业这方面的检测原理是相通的。正因如此，更多的研发人员更愿意做医疗行业的科研工作，毕竟更可靠稳定的收入前景。
也许在未来，不管是工业，还是医疗，我们都将用上数字化的成像设备，毕竟技术在发展，成本终究会降下来。
五、涡流是什么样的？
涡流是涡电流的简称，Eddy Current，是由于一个移动的磁场与金属导体相交，或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。简而言之，就是电磁感应效应所造成。这个动作产生了一个在导体内循环的电流。
涡流的产生依赖于电磁感应定律ε=−dΦdt\varepsilon=-\frac{d\Phi}{dt}
当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。
如果感应导体一马平川，那形成的感应电流就是类似比较规则的漩涡状，环状的电流，但实际上不会如此，因为受材质与外观的影响，涡流形状会发生改变。
以铆钉板为例
左边表示的是单颗铆钉周围的涡流分布，右图则是铆钉附近有裂纹时的涡流分布。
到这里涡流怎么形成的就说完了，也太简单了叭，我需要加一点字数(˶˚ ᗨ ˚˶)
在很多时候，我们是不想要产生涡流的，因为涡流会造成无谓的能量损耗，所以我们采用多种手段避免涡流产生。为了减少涡流损耗，在电动机、发电机、变压器、交流电磁铁等设备的铁芯材料中，都不使用整块的铁芯，而是采用表面涂有绝缘漆的一片片硅钢片叠压而成。这是因为硅钢中含有2~5%的硅，可提高铁芯的电阻率，此外铁片与铁片之间相互绝缘，使涡流被限制在狭小的薄片之间，回路的电阻很大，涡流便大为减小，从而使涡流存世大大降低。
以下是有限元仿真部分
此部分我们采用脉冲涡流，先设定一个关系电压的阶跃函数step1，如图
线圈我们用电压激励，0.41mm的线径绕180匝
我们采用一块一马平川的铝板作为感应导体，然后我们就可以得到感应电流密度三维分布图
涡流里的趋肤深度是怎么得到的呢？
在半无限平面导体中，d2Hzdx2=jωμσHz\frac{d^{2}H_{z}}{dx^{2}}=j\omega\mu\sigma H_{z}
即d2Hzdx2=K2Hz\frac{d^{2}H_{z}}{dx^{2}}=K^{2} H_{z}
其中K=jωμσ=1+j2ωμσK=\sqrt{j\omega\mu\sigma}=\frac{1+j}{\sqrt{2}}\sqrt{\omega\mu\sigma}
二阶微分方程通解含有c1和c2两个边界条件，c2为零（正无穷远处边界），得到
Hz=c1e−KxH_{z}=c_{1}e^{-Kx}
若令x=0处的HzH_{z}值为H0zH_{0z}（即x=0处的边界条件），可以得到系数c1=H0zc_{1}=H_{0z}
因此，磁场
Hz=H0ze−1+j2ωμσxH_{z}=H_{0z}e^{-\frac{1+j}{\sqrt{2}}\sqrt{\omega\mu\sigma }x}
令K=α+jβK=\alpha+j\beta，α=β=ωμσ/2\alpha=\beta=\sqrt{\omega\mu\sigma/2}，可见磁场由实部虚部组成。实部表明磁场三个号深度随电磁场进入导体深度的增加而指数衰减，其衰减率由α\alpha决定，称为衰减因；类似地，β\beta为相位因子。
导体内的涡流流动场可以由方程▲xH=J求得（▲为倒三角），磁场H只与z方向有关，于是有
dHzdx=−Jy\frac{dH_{z}}{dx}=-J_{y}
代入前面柿子进上式就有
Jy=1+j2ωσμH0ze−1+j2ωμσxJ_{y}=\frac{1+j}{\sqrt{2}}\sqrt{\omega\sigma\mu}H_{0z}e^{-\frac{1+j}{\sqrt{2}}\sqrt{\omega\mu\sigma }x}
设在x=0处电流密度为J0yJ_{0y}，值为
J0y=1+j2ωμσH0zJ_{0y}=\frac{1+j}{\sqrt{2}}\sqrt{\omega\mu\sigma}H_{0z}
可以得到
Jy=J0ye1+j2ωμσxJ_{y}=J_{0y}e^{\frac{1+j}{\sqrt{2}}}\sqrt{\omega\mu\sigma }x
同样可见由实部虚部组成，表明导体内的涡流流动随着深度的增加，幅值会减小，相位滞后。
令x=δx=\delta，而且令ωμσ/2⋅δ=1\sqrt{\omega\mu\sigma/2} \cdot \delta=1，可以求得δ=1πμfσ\delta=\frac{1}{\sqrt{\pi\mu f\sigma}}
可见，趋肤深度和电导率，磁导率，电流频率有关，电流频率也可以是外部施加电流方向转换速度。
我们一般认为，涡流密度衰减到剩下37%时的透入深度就是趋肤深度。由于μ≈μ0\mu\approx \mu_{0}，故近似计算可以用
δ=503fσ\delta=\frac{503}{\sqrt{f\sigma}}
脉冲涡流检测中的趋肤深度如下计算
脉冲涡流渗透深度
脉冲涡流部分(上升下降沿)：
加入方波激励脉冲信号，对脉冲涡流信号进行傅里叶分解：
g(t)=A0+∑n=1∞Ansin(nω1t+φ)g(t)=A_{0}+\sum_{n=1}^{\infty}{A_{n}sin(n\omega_{1}t+\varphi)}-----公式1
振幅谱AnA_{n}可以表示为An=2Vnπ|sin(nπΔT)|A_{n}=\frac{2V}{nπ}\left| sin(\frac{nπ\Delta}{T}) \right|-----公式2
基准角频率ω1\omega_{1}一般表示为ω1=2πf1\omega_{1}=2πf_{1}-----公式3
当脉冲激励信号的周期T=2ΔT=2\Delta时，基准角频率可以表示为：
ω1=πΔ\omega_{1}=\frac{π}{\Delta}-----公式4
那么脉冲方波信号中的频率基波分量和谐波分量ω就可以表示为：
，，，，ω=nπΔ，n=1，3，5…，∞\omega=n\frac{π}{\Delta}，n=1，3，5…，\infty------公式5
单频激励信号频率一般表示为：
f=1T=ω2πf=\frac{1}{T}=\frac{\omega}{2π}-----公式6
将公式6代入常规涡流渗透深度中可以得到：
δ=2ωμσ\delta=\sqrt{\frac{2}{\omega\mu\sigma}}-------公式7
将公式5中的ω代入到公式7，可以得到：
，，，，，δ=2Δnπμσ，n=1，3，5，…，∞\delta=\sqrt{\frac{2\Delta}{nπ\mu\sigma}}，n=1，3，5，…，\infty------公式8
那么当n=1时，也就去基波分量，脉冲涡流的标准渗透公式可以定义为：
δPW=2Δπσμ\delta_{PW}=\sqrt{\frac{2\Delta}{π\sigma\mu}}------公式9
从公式9可以看出，当脉冲宽度Δ\Delta增大以及降低激励频率f时可以得到更大的渗透深度，换言之，低频大脉冲宽度可以检测出更深的缺陷。
六、其他新技术
6.1 超声红外热成像
国内外研究现状:红外热成像无损检测技术的开发和应用受益于20世纪热成像设备的发展。1964年，二次世界大战后，美国德克萨斯仪器公司首次研制成第一代军用红外热像设备。1965年，瑞典开发研制了具有温度测量功能的红外成像装置，称为热 像仪。1978年，美国德克萨斯仪器公司又研制成功世界上第一个非制冷红外热像系统。20世纪90年代 中 期，美 国FSI公司研制出新一代焦平面热像仪。随着焦平面热像仪的发展及应用，红外热波技术进入了快速发展的阶段，在无损检测领域中的重要性逐渐显示出来.。美国韦恩州立大学是最早从事该项技术的研究单位之一，一直处于该领域的前沿，在光脉冲、超声激励红外热成像方面取得了很多实际有用的研究成果。此外，英国巴思（Bath）大学、英国无损检测协会、德国斯图加特大学、法国Cedip公司、加拿大Laval大学、俄罗斯、澳大利亚等国都在致力于该项技术的研究，并广泛应用于飞机复合材料构件内部缺陷及胶接质量的检测、冲击损伤检测以及蒙皮铆接质量检测等。国内，受热像仪发展的限制，红外热波无损检测技术的研究起步较晚。前期工作主要局限在传统被动式红外热成像检测，扫描、非制冷热像仪占据市场主导，其温度分辨率和采集频率无法满足捕捉快速变化温场的需要。随着焦平面制冷型热像仪的发展和引进，主动式红外热成像无损检测技术近十几年才逐渐发展起来。主要研究单位有首都师范大学、北京航空航天大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、南京大学、南京航空航天大学、航空材料研究院、中国民航科学技术研究院等各大高校和科研院所。在热波检测理论、热激励方法、缺陷尺寸和深度的定量研究等方面取得了一些进步，逐渐将其应用于航空航天、风力发电、汽车制造等领域，并制定了相关的国家标准，如，无损检测－闪光灯激励红外热像法。发展概况:自20世纪70年代中期光声效应研究复苏以来 , 随着现代光声学科的发展 , 光热效应研究相应发展起来, 因为光声效应可以看作是光热和热声两个效应组合的结果。光热效应检测有多种方法 , Buse等提出利用强度调制的激光引起样品温度升高而产生红外辐射, 利用红外光电器件接收这红外辐射 , 称为光热辐射技术。由于光束聚焦照射于样品, 光束必须扫描才能检测样品的不均匀结构 (如亚表面的缺陷), 这是很初步的光热检测实验。另一方面 , K u 等提出利用氛灯闪光光源作为激发源 , 光束大面积照射在测试的样品 (机件) 上 , 样品吸收脉冲光能而产生热波 ,并发 出红外辐射, 利用红外视频照相机接收样品发出的红外辐射, 可以使样品表面 (或亚表面) 的温度分布实时成像, 其成像装置如图l 所示。如果样品结构不均匀 , 则引起表面 (或亚 表面) 的温度分布不均匀 , 因此可以检测样品的缺陷、杂质或其他不均匀结构, 亦称为光热红外成像技术 。 其优点是可以非接触式、实时地进行较大面积的检测。缺点是灵敏度和信噪比不是很 高, 因为微小的不均匀结构对光 的吸收、以及随之产生的热量与本底差异不是很大。为了提高灵敏度和信噪比, 必须使光源强度加大 , 所以常常需要用多个千瓦级的氛灯同时照射样品, 或者采用锁相 ( Lock-in) 或积分平均(Boxcar)技术, 以改善信噪比 .但是这样降低了成像速度, 不利于实时成像。进一步 , Buse等提出利用低频调幅的超声波作为激发源, 作用于样品使样品加热 , 同时用红外照相机检测样品表面的温度分布,如图2所示。如果样品结构不均匀 , 引起超声波的附加吸收 , 使表面温度不均匀分布。 由于超声波能在样品中传播很远距离, 红外照相机有相当大的视场 , 可以比较方便地对样品进行实时无损检测 。其缺点是振幅调制的超声波能量小 , 检测灵敏度较低。
超声红外热成像技术的检测原理：超声红外热像技术是超声波发生器产生电信号传送至超声枪，超声枪产生短脉冲( 50 ～ 200 ms) 、低频率( 20 ～ 40 kHz) 的超声波作用于物体表面，超声波经过界面耦合在物体中传播。遇到裂纹、分层等损伤时，在超声波的激励下介质损伤两界面间发生接触碰撞，质点间的摩擦作用使超声波产生的机械能转化为热能，从而使损伤处及相邻区域的温度明显升高，其对应表面温度场的变化可用红外热像仪观察和记录。
超声波在损伤处的衰减生热在超声波作用的过程中，材料内部界面贴合型损伤的界面间发生接触、滑移、分离等相互作用。材料在超声载荷作用下的运动方程可表示为
损伤处产生热流的热流密度为
在损伤处的热流传导对于较薄的各向同性无限大平板材料，设其内部损伤界面上各点生热量相等且热流均匀分布于 2 个交界面，其热传导微分方程可简化为一维模型:
初始条件：
边界条件：
理想情况下，忽略表面的对流和辐射换热。经计算可得物体损伤区域的温度变化为：
从而物体表面温度变化为：
超声红外热成像技术特点：超声红外热成像无损评估综合应用超声激励和红外热成像技术来对材料或结构的缺陷进行鉴别 , 尤其对金属材料和陶瓷材料的表面及近表面裂纹, 复合材料的浅层分层或脱粘等的检测非常有效 。因此利用其超声红外热成像特定的振动激励源来促使材料或结构内部产生机械振动 ( 弹性波传播 ) , 使其缺陷部位(裂纹或分层 ) 因热弹效应和滞后效应等原因导致声能衰减而产生释放出热能 , 最终引起材料局部温度升高。通过红外热像仪对材料局部发热过程进行捕捉和采集 , 就可以借助于时序热图像对材料或结构内部的缺陷进行判别。
热效应的产生是由于声波在材料中传播时在内部缺陷两个异质界面上的振动不一致所造成的 , 例如封闭裂纹将会由于裂纹内表面的摩擦或者其他不可逆的相互作用而成为平面热源。如果裂纹延伸方向与表面相交 , 在红外热像仪上热源首先会形成一条线 , 随后就会变得模糊不清而且热区域会慢慢向外扩散。当超声脉冲激励源停止后 , 目标区域的温度将会像普通热辐射过程一样逐渐降低。除了能够对微小裂纹进行检测外 , 超声红外热成像无损评估技术还能应用于其他类型的缺陷测 , 如复合材料的内部分层或脱粘等。该技术除了对裂纹的检测速度非常快 ( 仅需数秒 ) 、信噪比好和灵敏度高外 , 对更深的内部分层或裂纹的检测方面优于其他传统技术如超声波检测和脉冲红外热成像检测等方法。超声红外成像技术与其他无损检测技术比较：与其他无损检测技术相比，超声红外热像技术具有显著的优点：
检测速度比较快，一般在热激励开始后1~2s以内就能在热图中观察到缺陷的存在;热激励引起的温升现象仅发生在缺陷存在的位置，因此红外热图中缺陷与周围的对比度较高而且检测安全性相对较高；检测效果控制比较容易，调节超声激励信号参数（如信号频率、信号幅值、波形等）就可以控制检测效果。基于上述优点，结合波动传播有限元分析理论，超声红外热像技术结构无损检测领域成为研究热点，在金属材料表面缺陷检测以及复合材料的内部缺陷（如脱层）检测中具有良好的应用前景。超声红外热成像技术检测金属铝板：下图显示的是超声红外热成像技术对金属铝板试件裂纹损伤的检测结果。在铝板试件上预制了三条不同方向的裂纹缺陷。检测效果与超声激励信号的幅值成正比关系，在信号幅值超过±80V时即可在红外热图中观察到缺陷的明显特征；当幅值达到150V时检测效果最佳，而此时激励功率仅约为10W，因此本实验系统能够实现低功率超声有效热激励，实验风险非常小。
6.2 非线性相控阵技术
非线性超声检测是在高能单一频率的有限振幅激励下，超声波与试件的微小缺陷（如微裂纹、孔隙等）相互作用后，会产生非线性效应，来实现对微缺陷的检测和材料性能的评估，检测的特征参数并不受限于缺陷和损伤的大小。(简单来说非线性超声检测法就是发射一个高能量单一频率的超声波，通过与构件材料的相互作用，检测接收回波中是否存在谐波分量以及谐波能量的大小，来判定是否存在微小缺陷以及评价。）
无缺陷试件的接收超声信号仍为该频率的单频波，但是因传播过程中的衰减幅值有所降低。有微缺陷试件的接收超声信号发生畸变，其频率成分中除该激励频率外，还存在高次谐波成分。这些高次谐波信号包含了试件内部微缺陷的丰富信息，通过对高次谐波信号特征进行分析，实现试件内部微缺陷的检测。
经典声非线性：属于材料固有的物理非线性，主要跟材料晶体畸变以及晶格的非简谐性有关，主要表现为谐波成分的产生，由超声非线性系数或高阶弹性常数来表征。
接触声非线性：当有限振幅超声波传播到粘接面、闭合裂纹、接触界面等不完美界面时接收信号中会存在高次谐波成分，这一现象被称为接触声非线性。
高次谐波产生机理——当超声波传播到不完美界面处时，超声波的压缩部分会导致裂纹闭合，压缩部分波能透过界；超声波的拉伸部分导致裂纹张开，拉伸部分波不能透过界面。因此，超声波通过不完美界面后，产生了非常严重的畸变，相当于该界面对入射波进行了半波整流，因此，便产生了高次谐波。
传统线性超声检测：
传统线性超声检测技术是利用声波在试件中传播的声速、声阻抗、声衰减、散射等线性特性来实现缺陷检测和性能表征。检测分辨率极限为波长的一半检测依赖缺陷与母材的声阻抗差异（波长相比较大的体积型缺陷比较敏感，而对远远小于波长尺寸的微裂纹、材料力学性能的退化等缺陷检测不敏感。）非线性超声检测：
非线性超声检测技术是利用有限振幅的声波在试件中传播时与微缺陷相互作用所产生的非线性效应，来实现对微缺陷的检测和材料性能的评估。与传统超声检测相比非线性超声检测的特征参数并不受限于缺陷和损伤的大小，常用于检测微小型缺陷。非线性超声检测的应用：
非线性超声检测技术可用于闭合裂纹的检测，评价焊缝焊接质量和金属材料疲劳微损伤、蠕变损伤和辐射损伤，检测材料热老化，以及评价复合材料孔隙率和粘接质量。非线性超声检测技术应用领域十分广泛，由于其在微小缺陷方面的识别能力优势突出，因此非线性超声检测技术在无损检测领域具有巨大的检测潜力。什么是相控阵？
相控阵的概念起源于雷达天线电磁波技术，超声相控阵最早仅用于医疗领域。近年来，随着微电子、计算机等新技术的快速发展，超声相控阵逐渐被应用于工业无损检测领域。超声相控阵通过各阵元发出声束的有序叠加可以灵活地生成偏转及聚焦声束，不需更换探头即可完成对关心区域的高分辨率检测，且其特有的线性扫查、扇形扫查、动态聚焦等工作方式可在不移动或少移动探头的情况下对零件进行高效率检测。因此，较传统的单晶片超声检测，超声相控阵的声束更灵活、检测速度更快、分辨率更高、更适用于形状复杂的零部件检测。
目前，超声相控阵的研究已非常广泛，其应用也已涉及工业的众多领域，已经快速发展为无损检测领域的焦点之一。
相控阵基本原理：
常规超声探头通常采用一个晶片来产生超声波，其声束的传播角度是唯一的，在实际检测中，为了防止漏检，通常需要进行不同角度的扫查。相控阵探头是由许多独立的晶片构成的，每个晶片都能被单独激发。这些探头由特殊的装置驱动，能够在每个通道独立的、同步的发射和接收信号。通过计算机控制各压电晶片激励信号相位的发射延迟，使各压电晶片发射的超声子波束在空间叠加合成，根据惠更斯原理形成可变角度调相的超声聚焦波束。通过阵元对发射和接收延时的控制，实现对检测系统的焦点的控制。
按照最终用途的需要，可以将相控阵探头的晶片排布成不同的阵列形式
发射与接收：
如图所示，在进行相控发射的过程中，换能器按照预先设置的延时法则进行各个阵元的信号激励，各个阵元发射的子声束在聚焦区域发生相干叠加作用，得到合成聚焦声束；在进行信号接收时，如果聚焦区域存在裂痕、孔洞等缺陷，超声波束会发生反射，由于缺陷与各晶片间的距离不等，使得回波信号到达各晶片的时间存在差异。通过计算机检测出缺陷回波信号到达各晶片的时间差，进而对各晶片所接收的回波信号进行延时补偿，叠加合成后就能将特定方向的回波信号增强，而其它方向的回波信号减弱甚至抵消。
根据波动理论，形成相干波要有两个条件，一是频率相同，二是相位差恒定。对于线性阵列换能器，通过预先设置的延时，控制计算机控制延迟触发脉冲，使各个阵元产生不同相位干涉波，获得不同的声束偏转角度或聚焦深度。
相控阵声束偏转原理
超声信号的合成声束偏转，是通过控制使各个相邻阵元的触发时序为一固定的等差数列，阵元发射超声信号后各发射声束的合成波阵面法线与阵列面成一个角度，实现声束指向性的偏转，如左图所示。该相控阵换能器阵元数量是N，其中每个阵元中心间距是d,合成波束方向和阵列的轴线成夹角θ。根据波合成理论可知，相邻两阵元的时间延迟为：t=dsinθct=\frac{d sin\theta}{c}
c是介质中的声速，由于c和d都是固定值，因此超声相控阵通过控制延时，就能控制声束的偏转。
在需要实现声束的聚焦时，采用顺序激励阵元的方式，对线性阵列换能器两端阵元先进行激励，两端到中心的阵元依据一定的聚焦法则依次进行延时激励，使得各个阵元发射信号的声束此时各声束的合成波阵面有一个曲率中心，实现相控聚焦。
其中各个阵元的激励延时关系由下式可得：tN=Fc[1+(SiF)2]12−1+t0t_{N}=\frac{F}{c} [1+(\frac{S_{i}}{F})^2]^\frac{1}{2}-1+t_{0}
式中，t0是一个足够大的时间常数，作用是为了保证tN不会出现负数，Si是第i个阵元到阵列中心的距离，Si=|[i- (N+1) /2]d|，i=1, 2…N。
各个阵元激励的延时t是由聚焦延时ti和偏转延时ts一起叠加而成。主要使用ti来确定聚焦声束的焦距和采用ts来确定聚焦声束的偏转方向和角度。可以通过下式来计算每个偏转加聚焦的依次延迟时间，根据阵元之间的声程差来确定延时差。假设第i个阵元聚焦到P点的距离是ri，材料的声速是c，其延时△ti为：Δti=t0−ti=t0−ric\Delta t_{i}= t_{0}- t_{i}=t_{0}-\frac{r_{i}}{c}
其中，t0是一个很大的时间常数，为了避免△ti出现负数延时,一般为每个阵元里的延时最大值。
扇扫：扇形扫描是相控阵设备独有的扫描方式，它是通过实时改变聚焦法则，相控阵探头对于某个聚焦深度进行一个角度范围的扫查。一般在检测过程中，角度依据工件的形状和结构来合理的调节，找到可以一次扫查就能覆盖整个检测区域的最佳角度，对覆盖区域进行全扫描。适合检测几何形状复杂或者检测空间受限的工件。
线性扫查：也被称为电子扫查，通过高频电脉冲多路传输，使相邻阵元从左到右依次激发，并对其加以相同的聚焦法则和偏转法则，则可以扫查距阵列探头固定距离的一条带状区域，这相当于用常规超声相控阵探头做光栅检测或串列检测，优势是不需要移动探头，只需要通过控制激励阵元就可以获得高质量的成像，但缺点是所需阵元数目庞大，导致探头结构复杂且体积增大，无法再微小空间内使用。
动态深度聚焦(DDF)在声波发射时使用一种聚焦法则，但在接收时采用不同的聚焦法则，因此能够形成一个长而细的脉冲回波聚焦区域，而相控阵聚焦(SPAF)也被称为多区域聚焦，在声波发射和接收阶段采用单独的聚焦法则，因此形成一个狭小的聚焦区域。与标准相控阵聚焦相比，动态深度聚焦产生声束的宽度和半扩散角都较小，同时信噪比要好。
非线性相控阵简介：
借鉴超声相控阵中线性成像思想，近年来国内外少量学者开展了基于相控阵系统的非线性超声成像的相关研究工作。例如，日本东北大学的OHARA 等利用商用相控阵系统和相控阵探头，对不同加载条件下金属试块中疲劳裂纹进行了检测，并利用提取出的二次谐波分量进行非线性成像。结果表明，不同载荷下的成像差对疲劳裂纹具有很高的敏感性。北京大学的高鹏等设计开发了基于非线性超声的相控阵检测系统，并通过三种不同试块的检测试验，证明了高次谐波非线性超声相控阵技术在缺陷检测能力和空间分辨率方面的巨大优势。
非线性相控阵检测原理：
近年来，研究人员将相控阵技术与超声非线性结合用于闭合缺陷的成像，这样的技术就称为非线性超声相控阵。其声学原理是基于超声波在损伤位置处的非线性表现，即基波频带内的声动能向高频频带内的能量转移。但是，超声相控阵在不同聚焦模式下由于非线性缺陷引起的声能损失有差，如在并行聚焦（全部阵元触发）和分组聚焦（单个阵元依次触发、奇偶阵元分别触发或者按需求自己设置触发单元）不同聚焦模式下，声波经非线性缺陷后在基波频带内的声能损失不同。相控阵设备和算法用于检测到的非线性声学现象进行成像，以表征材料的性质和状态。图3为利用超声相控阵法进行非线性成像检测原理过程图。
由传播介质非线性引起的二次谐波分量一般较基频分量要低 40～60ｄＢ。由于超声相控阵成像是 一个宽带系统，检测系统的非线性或发射信号的频谱泄漏会与谐波分量相混叠，这使得微弱的非线性超声信号淹没在混叠干扰中难以有效的检测，从而造成系统空间分辨力和对比分辨力的下降。反相脉冲技术是解决上述问题的有效方法。反相脉冲方法对于每个扫描线均使用两次发射，第二次发射的脉冲与第一次发射的脉冲幅度、频率相同，但相位相反；将两次发射的回波信号相加后进行成像，这样两次发射的回波信号中的奇次谐波分量（包括基频）相位相反被抵消，而偶次谐波分量由于相位相同被加倍，同时噪声级也降低 3ｄＢ。因此反相脉冲方法可以有效地抑制回波中的基频分量以及因系统非线性等带来的频谱泄露，同时提高二次谐波分量的信噪比。
•该检测系统主要由换能器阵列、超声前端和显示控制单元等几部分构成。系统可支持 ８／１６／３２／６４／１２８ 阵元的换能器阵列。超声前端包括发射电路、接收电路以及收／发隔离电路以及高压电源、高压开关阵列等部分组成。
非线性相控阵接收波束形成器及波束信号处理系统：
接收波束形成器从各接收通道的模数转换器获取数字化后的回波信号，该信号先经过一个ＩＩＲ结构的高通滤波器，以滤除在通道的直流偏置和各种低频干扰。滤波后的信号送入插值滤波器进行４Ｘ 插值，从而使接收聚焦的延迟精度达到６．２５ｎｓ。各通道插值后的信号经过延迟和变迹及孔径控制后相加，从而得到聚焦后的波束输出。该波束形成器在整个接收过程中支持逐像素点的动态延迟、动态变迹及动态孔径控制，从而实现精确的延迟－累加波束形成运算。
波束输出经过１２８阶的 ＦＩＲ带通滤波进行后续的检波及抽取滤波，然后输出到主机进行后处理及成像显示。接收波束形成及后续的波束信号处理均由 ＦＰＧＡ 实 现，可满足实时非线性超声检测的需求。
基于反相脉冲非线性相控阵检测优点：
（１）非线性超声相控阵检测方法可以取得较常规线性超声检测方法更高的横向和轴向空间分辨力，有利于对各种微小缺陷的检测，并且可以比较有效地抑制由旁瓣引起的伪像；
（２）反相脉冲非线性超声相控阵检测方法可以有效去除回波中的基频成分，并能有效地抑制发射和系统非线性对成像的影响，从而取得比基于滤波的非线性检测方法更高的横向和轴向空间分辨力。
非线性相控阵检测方法优势：
相比于基于传统超声的高次谐波和混频调制非线性检测方法，无法对缺陷进行成像。相控阵检测技术只能用于传统的线性成像。基于超声相控阵的非线性方法最大的优势在于可根据聚焦功能实现缺陷定位及成像检测，能够有效提取微裂纹信息，并且检测效率高和检测结果表征直观。但目前的研究还处于初期阶段，设备研制以及数据处理方面还有待提高。6.3 振动分析
振动分析概述
设备的过度振动是工业过程和设施中经常遇到的问题。过多的振动通常是由于设备或组件未对准，旋转设备不平衡或组件（例如螺栓）松动引起的。如果不解决，长时间振动会导致设备损坏，甚至可能导致系统故障。固定资产，旋转资产和结构资产都容易受到引起过度振动的问题的影响。
在最简单的形式中，振动是结构的重复运动，并且可以多种形式发生。可以测量各种类型的振动（例如，自由振动，强制振动，流致振动，随机振动等）进行分析。这些振动分析的目的是确定设备如何响应施加的负载或外力。振动分析还可用于确定故障的根本原因。
振动分析是以可靠性为中心的维护，状态监测和预测性维护计划中的重要元素。识别和减轻振动问题的主要好处包括降低故障风险，延长设备寿命以及降低总体维护成本。
工具与技术
根据所需的分析水平和设备类型以及存在的风险，存在几种技术。
振动测量与监测。监视是识别振动问题的最简单方法。检查人员将在多个位置安装便携式振动传感器（例如探头），以获取有关振动模式的类型和大小的数据。记录的数据向检查员提供有关问题严重性以及下一步应执行哪种类型的分析的信息。
有时，需要长期监控。振动监测使操作员和检查员可以确定适当的检查和维护间隔，并确定设施运行条件和振动问题之间的因果关系。
实验模态分析（EMA）。EMA是一种振动测试，涉及对样品施加各种载荷并测量所产生的振动信号。施加的载荷模拟了样品在运行条件下会经历的情况。此方法提供了一种理论解决方案，可用于纠正振动问题或校准计算机模型。此外，在设备不使用时也可以应用此技术。
操作模态分析（OMA）。与EMA相比，当背景噪声信号难以与实际振动信号区分开时，将执行OMA。设备运行时也会执行OMA。通过安装振动传感器来测量工作振动模式和固有频率，可以实现此方法。
计算机模拟。有限元分析（FEA）和计算流体动力学（CFD）是用于解决振动问题的两种常用计算工具。FEA能够模拟现实情况。此外，在组件投入使用之前可以测试各种运行条件。这意味着可以在计算机系统而不是实际组件中进行修改。CFD还是一种有价值的工具，可以模拟在石油精炼厂或化学加工设施中经常发现的流动引起的振动问题。
行业应用
可以对所有存在振动问题的设备进行振动分析。输送流体的管道，在不同温度和压力之间循环的设备以及旋转的设备是最容易受到振动影响的组件。在启动和维修后应尽快执行此分析，以确保设备在完整的运行窗口内运行。
6.4 MRI（医疗）
人体的磁共振成像（MRI）使用强大的磁场，无线电波和计算机来产生人体内部的详细图片。它可用于帮助诊断或监测胸部，腹部和骨盆内各种疾病的治疗。如果您怀孕了，可以使用身体MRI来安全地监视婴儿。
告诉您的医生任何健康问题，最近的手术或过敏以及是否有可能怀孕。磁场无害，但可能导致某些医疗设备发生故障。大多数骨科植入物都没有风险，但是您应该始终告诉技术人员体内是否有任何设备或金属。考试前饮食的准则因设施而异。除非另行通知，否则请照常服用常规药物。将珠宝留在家里，并穿着宽松舒适的衣服。可能会要求您穿礼服。如果您患有幽闭恐怖症或焦虑症，则可能需要在检查之前先咨询医生是否需要轻度镇静剂。
什么是身体的MRI？磁共振成像（MRI）是用于诊断医疗状况的非侵入性测试。MRI使用强大的磁场，无线电波和计算机来产生人体内部结构的详细图片。MRI不使用放射线（X射线）。详细的MR图像使医生可以检查身体并检测疾病。可以在计算机监视器上查看图像。它们也可以通过电子方式发送，打印或复制到CD或上载到数字云服务器。
该程序有哪些常见用途？对身体进行MR成像以评估：
胸部和腹部的器官-包括心脏，肝脏，胆和肾上腺等。女性的骨盆器官包括膀胱和生殖器官，例如子宫和卵巢，男性则包括前列腺。血管（包括MR血管造影）。淋巴结。医生使用MR检查来帮助诊断或监测以下情况的治疗：
胸部，腹部或骨盆肿瘤。肝脏疾病，例如肝硬化，胆管和胰腺异常。炎症性肠病，例如克罗恩病和溃疡性结肠炎。心脏病，例如先天性心脏病。血管畸形和血管炎症（血管炎）。孕妇子宫内的胎儿。我应该如何准备该程序？您可能需要穿医院的工作服。或者，如果宽松且没有金属紧固件，则可以穿上自己的衣服。MRI之前饮食的准则因具体检查和设施而异。除非另有说明，否则请照常吃食物和药物。一些MRI检查使用了对比剂注射。可能会询问您是否患有哮喘或对碘造影剂，药物，食物或环境过敏。女性应该始终告诉她们的医生和技术专家是否有可能怀孕。MRI自1980年代以来一直使用，至今没有关于孕妇或未出生婴儿的任何不良影响的报道。但是，婴儿将处于强磁场中。因此，除非检查的好处明显超过任何潜在的风险，否则孕妇不应在孕中期进行MRI检查。如果您患有幽闭恐惧症（害怕封闭空间）或焦虑症，您可能需要在检查之前请医生开出轻度镇静剂。在进行MRI扫描之前，请将所有珠宝和其他配件留在家中或将其取出。金属和电子物品会干扰MRI单元的磁场，因此不允许进入检查室，它们可能在MRI扫描仪室内引起灼伤。这些项目包括：
珠宝，手表，信用卡和助听器，所有这些都可能损坏别针，发夹，金属拉链和类似的金属物品，可能会使MRI图像变形可移动的牙科工作笔，小刀和眼镜身体穿孔手机，电子表和跟踪设备。在大多数情况下，除了少数几种，MRI检查对于金属植入物患者是安全的。未经以下安全性评估的人员，不得对具有以下植入物的人进行扫描，也不应进入MRI扫描区域：
一些耳蜗（耳）植入物某些类型的用于动脉瘤的夹子放置在血管中的某些类型的金属线圈一些较旧的除颤器和起搏器告诉医生体内是否有医疗或电子设备。这些设备可能会干扰检查或带来风险。许多植入的设备都有小册子解释该特定设备的MRI风险。如果您有小册子，请在考试前将其引起调度员的注意。未经植入物类型和MRI兼容性的确认和证明，无法进行MRI。如果放射科医生或技术人员有任何疑问，还应该携带任何小册子进行检查。如有任何疑问，X射线可以检测和识别任何金属物体。骨科手术中使用的金属物体通常在MRI期间没有任何风险。但是，最近放置的人工关节可能需要使用其他成像检查。告诉技术人员或放射科医生体内可能存在的弹片，子弹或其他金属。靠近并特别留在眼睛中的异物非常重要，因为它们在扫描过程中可能会移动或发热并导致失明。纹身中使用的染料可能含有铁，并且在MRI扫描过程中可能会发热。这是罕见的。牙齿填充物，牙套，眼影和其他化妆品通常不受磁场影响。但是，它们可能会使面部或大脑的图像失真，及时告诉医生。婴儿和幼儿通常需要镇静或麻醉才能完成MRI检查而不会动。这取决于孩子的年龄，智力发育和考试类型。许多设施均可提供镇静作用。为了确保孩子的安全，检查期间应有小儿镇静或麻醉专家。您将被告知如何为孩子做准备。一些设施可能会有与儿童一起工作的人员，以帮助避免镇静或麻醉的需要。他们为孩子们准备了一个虚拟的MRI扫描仪，并播放他们在考试期间可能听到的声音，为孩子们做准备。他们还会回答任何问题并解释缓解焦虑的程序。一些设施还提供护目镜或头戴式耳机，以便孩子在扫描过程中可以观看电影。这有助于孩子保持静止并获得高质量的图像。
设备是什么样的？传统的MRI装置是被圆柱形磁铁包围的大型圆柱管。您将躺在滑入磁铁中心的桌子上。有些MRI装置的设计目的是使磁铁不会完全包围您。一些较新的MRI机器具有更大的直径孔径，这对于较大的患者或患有幽闭恐惧症的患者会更舒适。开放式 MRI装置的侧面开放。它们对检查较大的患者或幽闭恐惧症患者特别有用。开放式MRI装置可为多种类型的检查提供高质量的图像。某些检查无法使用开放式MRI进行。
该程序如何运作？与X射线和计算机断层扫描（CT）检查不同，MRI不使用放射线。相反，无线电波会重新排列体内自然存在的氢原子。这不会在组织中引起任何化学变化。当氢原子返回其通常的排列状态时，它们会根据它们所在的人体组织的类型发出不同量的能量。扫描仪会捕获此能量并使用此信息创建图片。在大多数MRI单元中，磁场是通过使电流通过线圈而产生的。其他线圈位于机器中，在某些情况下，被放置在要成像的身体部位周围。这些线圈发送和接收无线电波，产生被机器检测到的信号。电流不与患者接触。计算机处理信号并创建一系列图像，每个图像都显示出身体的一个薄片。放射科医生可以从不同角度研究这些图像。MRI能够比X射线，CT和超声更好地分辨出病变组织与正常组织之间的差异。
该程序如何执行？MRI检查可以在门诊进行。您将位于可移动检查表上。皮带和垫枕可帮助您保持静止并保持姿势。包含能够发送和接收无线电波的线圈的设备可以放置在要扫描的身体区域周围或附近。MRI检查通常包括多次运行，其中一些可能会持续几分钟。如果使用了对比剂，医生，护士将在您的手或手臂的静脉中插入静脉导管（IV线），用于注入对比剂。您将被放入MRI装置的磁铁中。技术人员将在房间外的计算机上进行检查。如果在检查期间使用了对比剂，则将在进行一系列初始扫描后将其注入静脉输液管（IV）。注射期间或之后将拍摄更多图像。检查完成后，放射线医生会在检查图像时要求您等待以防万一。考试结束后，您的IV行将被删除。根据考试类型和使用的设备，整个考试通常在30至50分钟内完成。
在手术期间和之后，我会经历什么？大多数MRI检查都是无痛的。但是，有些患者感到不舒服。在MRI扫描仪中，其他人可能会感觉封闭（幽闭恐惧症）。扫描仪可能很吵。可以为焦虑症患者安排镇静剂，但需要镇静剂的患者少于十分之一。被成像的身体区域感觉有些温暖是正常的。如果您不满意，请告诉放射科医生或技术人员。重要的是，在拍摄图像时，请保持完美静止。通常一次只需要几秒钟到几分钟。您会知道何时记录图像，因为您会听到并听到很大的敲击声或砰砰声。这些是在激活产生无线电波的线圈时完成的。将为您提供耳塞或耳机，以减少扫描仪发出的声音。您可能可以在成像序列之间放松。但是，系统将要求您保持相同的位置，而不要尽可能多地移动。您通常会一个人在检查室里。但是，技术人员将能够使用双向对讲机随时与您进行交流，交流。如果也经过安全筛查，许多设施都允许朋友或父母呆在房间里。在考试期间，会给孩子适当大小的耳塞或耳机。MRI扫描仪装有空调，光线充足。可以通过耳机播放音乐以帮助打发时间。在某些情况下，可以在获得图像之前进行静脉注射对比剂。静脉注射针可能会导致您有些不适，并且您可能会遇到瘀伤。静脉输液管插入部位皮肤刺激的机会也很小。对比剂注射后，有些患者的嘴中可能会有暂时的金属味。如果您不需要镇静剂，则无需恢复期。考试后，您可以立即恢复日常活动和正常饮食。在极少数情况下，一些患者会从对比剂中感受到副作用。这些可能包括注射部位的恶心，头痛和疼痛。患者很少遇到荨麻疹，眼睛发痒或对造影剂产生其他过敏反应。如果您有过敏症状，请告诉技术人员。放射科医生或其他医生将为您提供即时帮助。
谁解释结果，我怎么得到它们？放射科医生，受过训练以监督和解释放射检查的医生将对图像进行分析。放射科医生将签名的报告发送给您的初级保健或转诊医生，他们将与您分享结果。可能需要跟进检查。如果是这样，您的医生将解释原因。有时进行后续检查，因为潜在的异常需要使用其他视图或特殊的成像技术进行进一步评估。还可以进行后续检查，以查看异常是否随时间变化。有时，随访检查是查看治疗是否有效，异常是否稳定或已发生变化的最佳方法。
好处与风险有什么关系？好处
MRI是一种无创成像技术，不涉及辐射。与其他成像方法相比，在某些情况下，人体软组织结构（如心脏，肝脏和许多其他器官）的MR图像更有可能识别和准确表征疾病。这一细节使MRI成为许多局灶性病变和肿瘤的早期诊断和评估的宝贵工具。MRI已被证明对诊断包括癌症，心脏和血管疾病以及肌肉和骨骼异常在内的各种疾病具有重要的价值。MRI可以检测其他成像方法可能掩盖的骨骼异常。MRI允许医生无创且无造影剂注射地评估胆道系统。与用于X射线和CT扫描的基于碘的造影剂相比，MRI contrast造影剂不太可能引起过敏反应。MRI为诊断心脏和血管问题提供了X射线，血管造影和CT的无创替代方法。风险性
遵循适当的安全指南，MRI检查对普通患者几乎没有危险。如果使用镇静剂，则存在使用过多的风险。但是，将监控您的生命体征以最大程度地降低这种风险。强磁场无害。但是，这可能会导致植入的医疗设备发生故障或导致图像失真。肾源性系统性纤维化是公认的，但少见，并发症与注射钆对比。它通常发生在患有严重肾脏疾病的患者中。您的医生将在考虑进行对比剂注射之前仔细评估您的肾脏功能。如果使用对比剂，则极有可能发生过敏反应。此类反应通常是轻度的，并通过药物控制。如果您有过敏反应，医生将为您提供即时帮助。静脉造影剂制造商指出，在服用造影剂后，母亲不应在24-48小时内母乳喂养婴儿。但是，最新的美国放射学会（ACR）造影剂手册报道说，研究表明婴儿在母乳喂养期间吸收的造影剂含量非常低。身体MRI的局限性是什么？高质量的图像取决于您在录制图像时保持完美静止并遵循屏气指示的能力。如果您感到焦虑，困惑或剧烈疼痛，则可能难以在成像过程中保持静止。一个很大的人可能不适合某些类型的MRI机器。扫描仪有重量限制。植入物和其他金属物体可能难以获得清晰的图像。病人运动可以产生相同的效果。非常不规则的心跳可能会影响图像质量。这是因为某些技术会根据心脏的电活动对成像进行计时。在对胸部，腹部和骨盆进行MRI时，呼吸可能会导致伪影或图像失真。肠运动是腹部和骨盆MRI研究中运动伪影的另一个来源。对于最先进的扫描仪和技术，这几乎不是问题。尽管没有理由相信MRI会对胎儿造成伤害，但是除非医学上有必要，否则孕妇在怀孕前三个月不应进行MRI检查。MRI可能并不总是区分癌组织和体液，即水肿。
6.5 声发射技术
声发射检测技术，acoustic emission testing，简称AT（AE）[4]。
基本原理是依据固体物质在应力作用下发生范性形变，或者材料中裂纹产生扩展时，内部因为从不稳定高能量应力集中状态快速过渡到低能量状态，在此平衡过程中释放的多余能量会以弹性应力波出现，亦即固体物质材料里局域源快速释放能量产生瞬态弹性波，此现象称为声发射。声发射其实很常见，例如买西瓜时候。耳朵贴近西瓜，双手展开捧住西瓜，以适当掌力，用出你的洪荒之内力挤压西瓜，薄皮沙瓤熟西瓜能听到西瓜内部传来的沙沙声。
还比如拿一根一次性筷子，微微一折，也能听到筷子即将断裂的啪啪声，啪啪啪啪啪啪
各种材料声发射频谱一般很宽，从次声频到人耳可听声频，甚至数兆赫兹超声频也有。声信号幅度范围变化很大，波形发射规律复杂，这和材料本身的性能以及受应力情况有关。
上世纪50年代初，德国人Kaiser对铜、锌等多种金属进行系统性研究，并观察到材料形变声发射的不可逆效应：当应力不超过以前所受最大应力时，没有声发射产生，一旦应力超过原来承受过的最大应力，声发射活动性显著增强。
我们把材料的这种塑性形变具有不可逆，塑形形变产生声发射也不可逆的现象称为Kaiser效应，即声发射检测技术的物理基础。我们利用Kaiser效应准确地测定声发射的应力等级，鉴定物体结构受力状态。与此同时，Kaiser还提出连续型和突发型声发射信号的概念，这也是现代声发射技术的开端。
PS：重复加载前如材料产生新裂纹或其他可逆声发射机制，Kaiser效应会消失，这是Felicity效应，也有人叫反Kaiser效应。
根据Felicity效应，提出了Felicity比：
PAEPmax\frac{P_{AE}}{P_{max}}
其中，PAEP_{AE}重新加载时的声发射起始载荷，PmaxP_{max}是原先所加最大载荷。
Felicity比成为了一个定量参数，能反映材料损伤或缺陷的严重度。Ex：树脂基复合材料等粘弹性材料，因为有应变对应力的滞后效应而使其应用更高效。Felicity比大于1时，Kaiser效应成立，反之不成立。有些复合材料会以Felicity比小于0.95作为声发射源超标的重要判据。
根据观测声发射信号，可了解材料产生声发射的机制，还可以连续检测，监视材料内部变化整个过程，故声发射是一种动态无损检测方法。检测仪器有单通道和多通道。单通道比较简单，主要是实验室材料试验用；多通道是大型检测仪器，通过多个通道可以确定声源，根据各个通道的信号强度去判断声源活动性，进行实时评价大型构件安全性，目前国产最多能达到200个通道。
七、历史
7.1 铁路无损检测历史
很久以前直到现在，铁路所面临的主要问题之一铁轨故障。与所有高速行驶模式一样，必要组件的故障可能会造成严重后果。自1920年代后期以来，美国北部铁路一直在对其最昂贵的基础设施资产进行检查。随着高速交通的增加以及1990年代轴重的增加，今天的铁路检查比以往任何时候都更加重要。尽管检查的重点似乎是一块定义明确的钢，但是存在的测试变量很重要，并且使检查过程具有挑战性。
导轨采用不同的重量制造；存在不同的铁路状况（磨损，腐蚀等）；存在大量潜在的缺陷；并且必须以一定的速度执行任务，以可靠地检查横跨陆地的数千英里的轨道。斯佩里铁路服务公司（Sperry Rail Service）是该国领先的铁轨检查员之一，已经使用安装在自行式轨道车上的专用测试设备来保护乘客和货运的安全已有70多年了。该信息简要介绍了铁路检查。
铁路的历史可以追溯到1776年在英格兰谢菲尔德市附近生产的第一条金属铁路。铁路改善了采矿等行业的物料运输。1803年，第一条供公众使用的铁路在伦敦码头和克罗伊登之间开放运营。萨里铁铁路是第一条铁路，提供比货车更平稳的行驶，但由于使用了牵引动物进行运动，因此在速度上没有任何真正的优势。但是，第一台蒸汽机车很快就到达了现场。1804年，一台蒸汽机车在南威尔士的梅瑟蒂德菲尔（Merthyr Tydfil）的铁厂拉下了一列载有几吨矿石的汽车。美国第一台机车，查尔斯顿的最好朋友，于1831年在南卡罗来纳州铁路上投入运营。
轨道已经从铸铁板发展为特殊合金钢，然后将其轧制成标准形状并经过特殊热处理以获得所需的性能。上图显示了铁路发展的进程。当今的钢轨在强度和磨损质量上都大大优于其前身，但是缺陷仍在发展。除非进行定期检查，否则当今火车的重负载和高速度会导致铁轨无法使用。
铁路检查最初仅通过目视手段进行。当然，目视检测只会发现外部缺陷，有时甚至是大型内部问题的细微痕迹。由于1911年在纽约州曼彻斯特发生的出轨事故，导致29人死亡，60人重伤，因此需要一种更好的检查方法成为当务之急。在美国安全局（现为国家运输安全委员会）对事故的调查中，断轨被确定为造成脱轨的原因。该局确定，铁路故障是由完全内部的缺陷引起的，并且可能无法通过视觉手段检测到。将该缺陷称为横向裂缝。
1915年，标准局开始研究以确定是否可以使用磁来检测来检测横向裂缝。检测技术是使磁化螺线管沿导轨穿过，以在导轨中建立磁通量。用接收线圈检测到由缺陷引起的漏磁。该技术在实验室中很成功，但是无法在现场区分出缺陷和不相关的铁轨特征。
1923年，埃尔默·斯佩里（Elmer Sperry，下面简称Sperry）博士，没错，就是上面说的Sperry Rail Service公司，这个公司是他的。他开始开发和制造具有检测铁轨中横向裂缝能力的铁路检查车。1927年，Sperry与美国铁路协会签订了合同，制造了一辆检查车（如右图所示）。驾驶室前面的小平板装有检查设备。驾驶室中装有操作员和记录设备。
1928年，一辆Sperry制造的检测车SRS102，在俄亥俄州蒙彼利埃的瓦巴什铁路上检测铁路。Sperry采用的检测技术通过大量的低压电流在钢轨中产生强磁场。一对固定在铁轨上的探测线圈探测到钢轨周围磁场的变化。这种磁感应漏磁技术成为早期钢轨检测的基础。
图显示了采用感应法的铁路检查的基本操作。电刷用于接触导轨并注入电流。电流会在导轨中产生强磁场。如果导轨存在缺陷，则钢材将不会支撑磁通量，并且某些磁通量会从零件中挤出。感应线圈检测到磁场的变化，并将缺陷指示记录在带状图上。现在正在使用计算机记录和评估日期。
不幸的是，横向裂缝并不是在钢轨中发现的唯一缺陷类型。可能发生的其他与制造和服务相关的缺陷包括夹杂物，接缝，脱壳和腐蚀。这些缺陷以及钢轨的正常特征（例如螺栓孔）都可能引发疲劳裂纹。如果这些缺陷未被发现，则可能导致轨道头和腹板分离。这些缺陷中有许多是无法用磁通泄漏法检测到的，因为这些缺陷与磁通线平行延伸，或者这些缺陷离感应线圈太远而无法检测。因此，感应主要用于检测轨头。
为了补充磁通量泄漏方法并检测其他缺陷类型，超声波检测已变得很普遍。高频声音会传输到金属导轨中，并且来自导轨接头和表面状况的反射以及内部缺陷会显示在屏幕上，或者导致笔在记录磁带上移动。既使用了法线波束技术又使用了角度波束技术，以及脉冲回波和音高捕获技术，不同的传感器布置提供不同的检测功能。超声检测已经自动化，可以检查大量的铁轨，就像之前讨论的电磁技术一样。第一辆全超声波检查车于1959年推出。
充满流体的轮子或滑橇通常用于将换能器耦合至导轨。多年来，Sperry Rail Services开发并使用了包含不同换能器角度组合的滚子搜索单元（RSU），以实现最佳检查。RSU的示意图如下所示。
在Sperry公司，有两个主要检测手段。Sperry轨道检测车被称为大型车，同时使用超声波和电磁技术来识别缺陷。Sperry车上的检查设备装在两个车轴之间的车厢中。
目前，高铁卡车仅使用超声波，因为电磁设备对这辆车来说太大了。探测车将以每小时6.5至13英里的速度测试铁轨。但是，正在开发更高速度的装置。
检测设备的数据被馈送到车内的操作员。下图显示了操作员站的图片。联邦铁路管理局（FRA）规则要求，测试车上的测试设备认为可疑的任何迹象都必须立即进行人工验证。这导致停止-启动测试模式。当操作员看到磁带上的某些东西指示问题时，他会使用蜂鸣器信号系统告诉前方驾驶员停车。然后，轿厢后退到检测点，操作员会出来，用安装在轿厢后部的超声波测试仪对轨道进行手动测试。如果确认缺陷，则将其标记出来，Sperry车后面的铁路工作人员将改变轨道。如果他们不能马上解决，轨道部分被分配了慢速指令（低速），直到机组人员可以对其进行修复。可以通过在测试车辆之后使用大车来增加被测试的铁路数量。车将收到由牵头卡车进行的无线电测试信号，并将停止进行必要的手动测试。这样就省去了进行手动测试的需要，从而使测试车辆能够向前行驶，连续测试，并且将结果发送并记录在车中以进行检查。
7.2 航空航天无损检测有多重要？
在航空航天业中，与其他运输业一样，无损检测可以在生与死之间发挥作用。在将飞机部件组装到飞机上之前，先对其进行检查，然后在整个使用寿命期间对其进行定期检查。飞机零件设计得尽可能轻巧，同时仍能发挥其预期功能。通常，这意味着相对于其材料强度，组件承受很高的负载，小的缺陷会导致组件损坏。由于飞机在飞行，着陆，滑行和对机舱加压时会进行循环（装载和卸载），因此一段时间后，许多组件容易出现疲劳裂纹。如果您不熟悉疲劳破裂一词，请想一想，当来回弯曲回形针或电线时会发生什么... 最终它将破裂。即使负载远低于导致其变形的水平的零件，在长时间循环后也会产生疲劳裂纹。这就是飞机上发生的事情。使用一段时间后，某些部位开始出现疲劳裂纹。由于诸如雷击之类的其他因素，也可能发生破裂。飞机具有一定的防雷击保护功能，但偶尔会发生雷击，并可能导致在雷击位置形成裂纹，如图所示。
飞机存在的另一个问题是它们不断受到腐蚀。当飞机降落并打开舱门时，飞机内部经常充满温暖的潮湿空气。当飞机飞行并到达高度时，由于外部空气的温度，飞机的皮肤变得非常冷。这导致机舱内的空气所保持的水分凝结在飞机外壳的内部。水将聚集在低处，并作为腐蚀发生所需的电解质。
好消息是，飞机的设计可承受一定程度的破裂和腐蚀破坏，而无需担心，而且NDT检查员也经过培训，可以在破坏成为主要问题之前就找出它们。用于设计飞机的严格过程允许在零件失效之前造成一定程度的损坏，或者在许多情况下，零件可能会完全失效并且不会影响飞机的性能。NDT检查员的工作是在可接受的范围内找到损坏。
什么样的无损检测技术被用来确保飞机的安全？
对飞机进行的检查中，有80％以上是外观检查。检查员会定期检查飞机的各个组件是否有损坏的迹象。在进行繁重的维护工作期间，飞机的大部分内部都被剥离掉了，因此检查员可以发现机身内表面是否有损坏。但是，并非可以对飞机的所有区域进行目视检查，也不能通过目视手段检测到所有损坏。这是无损检测在彻底检查飞机中发挥关键作用的地方。
无损检测方法允许检查人员检查飞机原本无法检查的区域，而无需拆卸结构即可进入内部区域。无损检测方法还使检查人员能够检测出很小的损坏，无法通过视觉手段检测到。涡流和超声检查方法被广泛用于定位否则无法检测到的微小裂纹。这些技术还用于从外部测量飞机蒙皮的厚度，并检测蒙皮内表面腐蚀引起的金属变薄。X射线技术用于发现埋在结构内部深处的缺陷，并确定水渗入某些结构的区域。明显，
毫无疑问，飞机工业的成功取决于无损检测。没有无损检测，飞机的维护和飞行成本将急剧增加，而飞行的安全性将下降。当人们踏上飞机时，他们相信这将使他们以尽可能少的湍流到达目的地。无损检测在使航空旅行成为最安全的运输方式之一方面发挥着至关重要的作用。
7.3 无损检测仪器历史
50多年来，我个人与无损检测（NDT）紧密相连。在第二次世界大战之后的这段时间里，新兴的现代工业需要越来越多的测试设备来生产完美的零件。因此，开发了无损检测仪器，量产并不断改进。我遇到了在现代工业领域工作的大多数人，不仅在德国，而且在世界其他地区。我不仅会见他们，还与其中许多人进行了讨论，争论，合作和斗争。因此，我的学生，合作者，同事和朋友要我写下我仍然记得的东西。
我知道这样的任务永远无法完成的事实。因此，我向所有未提及或有不同记忆的借口者表示歉意。另外，我想指出的是，我只列出那些出口额大而且不仅在一个或几个国家工作的公司。
第一种进入工业应用的无损检测方法是X射线技术
X射线技术
威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm ConradRöntgen）早在1895年就发现了一种未知的辐射，在他的所有德语国家都以他的名字命名。在他的第一本出版物中，他描述了包括可能的缺陷检测在内的所有影响。当时工业界尚不需要这项发明，但医学却需要。因此，医疗设备被大量开发，使用和生产。伦琴无法预见的唯一影响是X射线会危害人体健康。在引入辐射防护之前，许多人丧生。
理查德·塞弗特（Richard Seifert）于1930年左右在德国实现了早期的X射线技术应用。他改善了医疗设备，与焊接机构合作，并成立了由他父亲创立的小公司，享誉全球，名叫理查德·塞弗特（Richard Seifert）Hamburg 13。受到了西门子和飞利浦组织的一部分CHFMüller的竞争，后者已经在医疗领域工作。塞弗特（Seifert）于1969年去世，但他的公司在他最小的女儿伊丽莎白·萨姆施（Elisabeth Samusch）的指导下，在技术X射线应用领域保持领先地位。
辐射测试也可以用放射性同位素进行。这是Mme发现的。居里。她出生于华沙，现为玛丽亚·斯卡多夫斯卡（Maria Sklodowska），她的丈夫皮埃尔·居里（Pierre Curie）和亨利·贝克奎尔（Henri Becquerel）于1903年获得诺贝尔物理学奖。这是继1901年伦琴（Röntgen）之后的第二个奖项。放射性同位素最初也被用于医疗应用。在德国，鲁道夫·伯特霍尔德（Rudolf Berthold）和奥托·瓦珀（Otto Vaupel）在1933年之后将它们应用于焊接接头。
第二次世界大战后，意大利的Arturo Gilardoni，丹麦的Drenk和Andreasen开发了X射线设备，德国的Kurt Sauerwein便携式同位素容器。
磁粉检测
磁粉裂纹检测甚至比X射线检测还要早。英国人萨克斯比（SM Saxby）早在1868年就已经生活，美国人威廉·霍克（William Hoke）在1917年就曾试图通过磁性指示在枪管中发现裂缝。1929年后，Victor de Forest和Foster Doane进行了实际的工业应用。1934年，他们在1934年成立了一家名为Magnaflux的公司，享誉全球。
1932年，第一个制造磁粉探伤仪的欧洲人是意大利人Giraudi。他的机器名为 Metalloscopio。
在德国，Berthold和Vaupel将MP技术应用于焊接结构。他们的设备由Ernst Heubach生产。Bruno Suschyzki出售了该设备。他发明了摇摆式现场MP测试。
EAWMüller在柏林也为西门子设计了MP测试机。在布拉格，代表塞弗特的Karasek开始进行类似的生产。
第二次世界大战后，前塞弗特（Seifert）雇员的威廉·蒂德（Wilhelm Tiede）在德国南部成立了自己的公司。通过塞弗特组织，他与卡拉塞克（Karasek）有联系，卡拉塞克于1948年在捷克斯洛伐克发生共产主义革命后移居巴西。在那里，他继续生产MP机器。
从干粉法开始，到五十年代末，又有两家公司进入该市场：德国的Karl Deutsch和意大利的CGM（Carlo Gianni Milano）。
渗透检测
渗透测试也在19世纪下半叶开始。最早将石油和白化过程应用于铁路部件裂缝检测的人尚不清楚。该方法被即将推出的MP技术所取代。在第二次世界大战之前和期间，快速发展的飞机行业使用了越来越多的非磁性轻金属，这些金属无法通过MP进行测试。因此，Magnaflux与美国的Switzer兄弟，英国的Brent Chemicals，德国的Adler（Blohm＆Voss）和德国的Klumpf（Junkers）彼此独立，开始生产荧光和染料渗透剂。
涡流检测
涡流检测也有悠久的历史。法国多米尼克阿拉戈在19上半年发现的现象个世纪。该原理由Leon Foucault解释并以其命名。在弗里德里希·福斯特（FriedrichFörster）将这种方法应用于工业之前，提出了许多应用建议。自1933年以来，他就职于Kaiser-Wilhelm-Institute，并在那里开发了测量电导率和分类混合的含铁成分的仪器。1948年，他在罗伊特林根成立了自己的公司，该公司在涡流测试（ET）的帮助下成长。弗斯特研究所（InstitutFörster）成为全球市场领导者数十年。
在瑞典，安德斯·阿内洛（Anders Arnelo）在Svenska Metalverken（SM）开始了类似的发展。他解决了测试热线的问题，并发明了铁素体棒ET的预磁化方法。
后来又有其他公司：美国的Magnaflux，Hentschel，Law和Zetec，德国的Rohmann和PrüftechnikBusch＆Partner，瑞典的Bergstrand和英国的Hocking。
超声波检测
最晚进入工业用途。激发超声波的方法已于1847年由James Precott Joule和1880年由Pierre Curie及其兄弟Paul Jacques发现。不早于1912年，泰坦尼克号沉没后提出了第一个申请。英国人理查森（Richardson）在其专利申请中声称通过超声波识别冰山。第一次世界大战期间，Chilowski和Langevin在法国开始研发超声波探测潜艇。
1929年，俄国人索科洛夫（Sokolov）提议使用超声波测试铸件。在柏林，Pohlman于1937年实现了一个图像单元，用于指示类似于X射线图像屏幕的超声能量差异。
在第二次世界大战期间，有必要检测钢板中的叠片以及热轧型材中的细非金属夹杂物。现有的NDT方法-X射线，MP，PT和ET-无法解决这些问题。
超声测试的工业用途在三个国家同时开始：美国，英国和德国。关键人物Floyd Firestone，Donald O.Sproule和Adolf Trost彼此都不了解，因为他们严格秘密地工作。甚至他们的专利申请都没有公开。Sproule和Trost使用了传输技术，分别使用了发射器和接收器探针。Trost发明了所谓的 Trost-Tonge。2个探针在板的相对侧上接触，通过机械装置（音调）保持在同一轴线上，并通过连续流动的水耦合到两个表面。Sproule将2个探针放置在工件的同一侧。因此，他发明了双晶探针。但必须指出的是，他也使用这种组合，并且彼此之间的距离也有所不同。凡士通是第一个实现反射技术的人。他修改了雷达仪器，并开发了具有短脉冲的发射器和具有短死区的放大器。
Sproule和Firestone为他们的乐器找到了工业合作伙伴：Kelvin-Hughes和Sperry Inc.。
1949年的德国，有两个人通过技术论文的出版物获得了有关Firestone-Sperry-Reflectoscope的信息：科隆的JosefKrautkrämer和伍珀塔尔的Karl Deutsch。两者都开始发展-彼此都不了解。JosefKrautkrämer和他的兄弟Herbert是物理学家，从事示波器领域的研究。他们可以独自开发超声波仪器。机械工程师卡尔·德意志（Karl Deutsch）需要电子设备方面的合作伙伴，并与汉斯·沃纳·布兰沙伊德（Hans-Werner Branscheid）找到了他，后者在战争期间在雷达技术方面拥有一些技术经验。在短短的一年之内，年轻的和小型的公司都可以展示他们的UT探伤仪，从而开始今天仍然存在的竞争。
后来，更多的UT设备进入了国际市场：德国的Siemens和Lehfeldt，奥地利的Kretztechnik，法国的Ultrasonique和英国的Ultrasonoscope。他们全都停止了生产，直到70年代，开尔文·休斯（Kelvin-Hughes）也同时停了下来，斯佩里（Sperry）于1995年左右改名为自动化工业公司。
在60年代初期，Krautkrämer成为全球市场领导者，一直保持到今天。除了Karl Deutsch之外，还出现了新的名字：德国的Nukem，美国的Panametrics和Stavely（继Sonic和Harisonic之后），GB的Sonatest和Sonomatic，意大利的Gilardoni和日本的三菱。
如今，有50多家公司活跃于工业无损检测。他们仍在激烈的竞争中努力，以使他们的客户受益，从而改善工业生产零件的质量。
7.4 航空发展史
航空航天技术是人类在认识自然,改造自然的过程中发展最迅速,对人类社会生活影响最大的科学技术之一。航空技术是高度综合的现代科学技术,是衡量一个国家科学技术水平,国防力量和综合国力的重要标志。
一般把能够在空中飞行的器械或装置统称为飞行器。通常飞行器可分为三大类:航空器,航天器、火箭和导弹。
能够在大气层内飞行的飞行器称为航空器,如气球,飞艇、飞机等。能够在大气层之外的空间飞行的飞行器称为航天器,例如人造地球卫星、空间站,航天飞机、载人飞船等。靠火箭发动机提供推进力的飞行器称为火箭,它可以在大气层内飞行,也可以在大气层外飞行。依靠制导系统控制其飞行轨迹的飞行武器称为导弹。导弹与火箭通常只能使用一次,人们往往把它们归为一类。
为克服自身重力,航空器需要产生升力才能升空飞行。按照航空器产生升力的原理,可将航空器分为两类。
1.轻于空气的航空器
轻于空气的航空器包括气球和飞艇。其主体是一个气囊,其中充以密度小于外界空气密度的气体(如氢气,氦气或热空气)。由于气球所排开的空气质量大于气球本身的质量,故能够产生静浮力,使气球升空。气球没有动力装置,升空后只能随风飘动或被系留在固定位置
上。飞艇装有发动机、螺旋桨、安定面和操纵面,飞行路线可以控制。
2.重于空气的航空器
重于空气的航空器是靠自身与空气相对运动产生的升力升空飞行的。这种航空器主要有固定翼航空器和旋翼航空器。固定翼航空器包括飞机和滑翔机,由固定的机翼产生升力。旋翼航空器包括直升机和旋翼机,由旋转的机翼产生升力。此外还有一种模拟鸟类飞行的扑翼机,很早就被航空先驱们所探索,但至今尚未取得载人飞行的成功。飞机是最主要,应用范围最广的航空器,其特点是装有提供拉力或推力的动力装置,产生升力的固定机翼,控制飞行姿态的操纵面。飞机按用途可分为军用飞机和民用飞机两大类。军用飞机是为满足各种军事用途而设计的飞机,主要包括歼击机(战斗机)、截击机,歼击轰炸机强击机(攻击机),轰炸机、反潜机、侦察机、预警机、电子干扰机,军用运输机,空中加油机和舰载飞机等。民用飞机泛指一切用于非军事的飞机,包括旅客机、货机，公务机,农业机他育运动机、救护机和试验研究机等。航天器是指在稠密大气层之外环绕地球,或在行星际空间、恒星际空间,基本上按照天体力学规律运行的各种飞行器，又称空间飞行器。航天器可以分为无人航天器与载人输天养。无人航天器按是否绕地球运行又可分为人造地球旧星和空向报照器。载人就天器又可分为像人飞船、航天站（又称空间站》和航天飞机，我国于20 年发射的特分五号飞强就是数人飞船。我国已成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。
飞向天空,是人类自古以来的梦想,是古往今来经久不衰的话题。但人类真正实现升？生行却是在 18 世纪末期的事。与漫长的人类文明史相比,200 余年的航空发展史只能算是历变长河中的一瞬。
一、远古的神话与传说
自古以来,人们就怀有对飞行的渴望。当看到小鸟在天空中自由翱翔,人们都渴望能像鸟儿一样自由自在飞行在天际之间。在世界各民族中，都能找出许多人与鸟比翼齐飞的美好传说。中国流传的嫦娥奔月，仙女下凡，孙悟空腾云驾雾等神话故事，充分反映出人们对飞行的遐想和渴望。世界其他国家也有类似的关于飞行的传说。在西方的神话中,许多神都长有翅膀,如长着一对小小肉翅的可爱的小天使。古希腊神话中的代达罗斯父子,为了逃出来诺斯国王对他们的禁锢,用蜡和羽毛制作了能载人飞翔的翅膀。结果,欣喜若狂的儿子伊卡洛斯不听劝告,越飞越高,最终蜡被太阳的光热所熔化,不幸掉人汪洋中。阿拉伯神话中的波斯地毯、古条顿传说中魏兰所拥有的飞行马甲,古波斯国王卡考斯的摩托飞车,斯堪的纳维亚神话中能工巧匠韦兰用铁锻打的能飞的金属羽衣,都反映了古人对飞行的美好设想和渴望。
16 世纪初，达·芬奇在长期观察和研究鸟的飞行的基础上,写出了《论鸟的飞行》一书。书中绘制了许多飞行器设计草图。并且他还亲自制作了一架十分精巧的扑翼机。他让自己的仆人做第一次飞行试验,结果仆人摔断了一条腿。限于当时的生产力水平和科学技术水平,不可能使飞行由幻想变成现实。人们经过长期深入的研究,在 17 世纪发现,同鸟的肌肉发出的动力相比,人的手臂和腿所能发出的动力,相对来说要小得多,因此人类不能靠扑扇着人造翅膀来飞行。
二、气球和飞艇的出现与发展
在中国五代时期,出现过靠热空气升空的气球雏形——孔明灯(一说孔明灯由诸葛亮发明)。人们将之升上天空,作为战争联络的信号。1670 年,意大利修道士德·拉纳绘制出气球设想图,即用四个直径各为 6.1 ㎡的真空铜箔薄壁圆球吊起一具船形吊舱,以让吊舱悬浮在空中。但他忽略了一件事,就是薄铜皮的真空圆球一定会被外部大气的压力所压瘪,因而是不可能成功飞行的。
1782 年,蒙哥尔费兄弟制成了世界上第一只热气球，并于 1783 年 9 月 19 日进行了试飞试验。气球下面系着一个用柳条编织的吊篮,将第一批乘客-——只山羊、一只鸭和一只公鸡升到了 520 m高空,飞行了 8 min,3.2 km后,气球载着小动物安全着陆。同年 11月,两个法国人乘热气球上升到 900 m高空,留空 20 多分钟,随风飘移约 10 km。由此揭开了人类飞行的序幕。人类几千年来飞向天空的梦想终于第一次变成了现实。
热气球升空之后,又出现了氢气球和氦气球,其升空的原理是完全相同的。氢气球的发明是气球技术的重要阶段。氢气球也一直流传至今。最早发明并实践氢气球飞行的先驱者是法国科学家查理。后来人们用氦气来代替氢气,气球制作和飞行也就更加安全了。1852 年,法国人吉法尔在气球上安装了一台功率为 2 206 W 的蒸汽机带动螺旋桨的推进装置,制成了世界上第一个可操纵飞艇。它可以根据人的操作按选定的方向飞行,而不是单纯随风飘移。到 19 世纪末,德国的齐柏林制成了硬式飞艇。人类终于有了具有实用价值的飞艇。
1914 年 7 月 28日,第一次世界大战爆发。飞艇作为一种新式武器很快投入战斗。20日纪的最初 30 年是飞艇事业的全盛时期。1936 年 3 月 4 日,兴登堡号开始客运业务。至1937 年4 月底,兴登堡号安全往返于大西洋上空 56 次,成为联系欧美大陆的主要空中运警工具。1937 年 5 月 6 日,由于氢气被电火花引爆，兴登堡号爆炸,造成 97 名乘员中的 35人死亡。这也宣告了航空史上飞艇时代的暂时结束。
由于飞艇在载运能力和使用成本上具有明显优势,随着航空技术的发展,特别是先进的空气动力学设计、新动力、新材料、新工艺,以及新机载电子设备和氦气的应用,20 世纪 70 年代之后,飞艇事业又有了复苏的迹象。
三、飞机的诞生
气球和飞艇都是轻于空气的飞行器。而世界上最早的重于空气的飞行器是风筝。本质上风筝的飞行原理与现代飞机很相似。风筝起源于中国,至今已有 2000 多年的历史。据史料记载,中国的风筝大约在 14 世纪传入欧洲,这对后来滑翔机和飞机的发明有着重要的影响。
人类关于飞行的许多探索和尝试都是从模仿鸟类的飞行开始的。轻于空气的航空器的出现,激励着人们以更大的热情继续从研究鸟类飞行着手发明重于空气的航空器。早在 19 世纪初,英国科学家乔治·凯利就提出了重于空气飞行器的基本飞行原理和飞机的结构布局。这也被看成现代航空学诞生的标志。他在 1847 年设计制作了一架滑翔机,并由他的马车夫驾驶飞行了大约450m。应该说乔治·凯利是世界上成功地让载人滑翔机飞上蓝天的第一人。
在整个 19 世纪的中后期,出现了许多无动力的滑翔机。德国的李林达尔研究滑翔机 20 多年,从 1891 年到 1896 年的5 年间,就进行了 2 000 多次的滑翔飞行。他在滑翔机稳定性和操纵性方面取得了丰富的成果,留下不少著作。这让后来的研究者获得很大教益。1896 年,他在一次滑翔飞行中不幸失事牺牲。
1896 年5 月6 日,美国人兰利制造了一架用蒸汽机作动力的飞机模型。
18 世纪蒸汽机和 19 世纪末内燃机的先后出现,为航空器由滑翔机向飞机发展提供了动力条件。曾有人把蒸汽机装在飞机上进行试验,但终因重量大,功率小而失败。美国莱特兄弟吸取了前人有关滑翔机的研究成果,并自制滑翔机进行实际飞行。1903 年 12 月 17 日,他们设计制造的飞行者一号试飞成功。飞行者一号当天最佳飞行成绩为:飞过 260 m,相对空气速度为 48 km/h(对地速度 16 km/h),留空时间 59 s。莱特兄弟的飞行成功,开创了动力飞行的新纪元。
20 世纪初,欧洲也有人从事飞机的研究工作。法国的桑托·杜蒙和布莱里奥分别于 1906年、1909 年成功地试飞了他们自己设计的飞机。1909 年 7 月 25 日,在飞越英吉利海峡的飞行竞赛中,布莱里奥驾驶布莱里奥XI 型单翼机首次飞越了英吉利海峡,全程 40 km,飞行时间37 min。
1911年,意大利和土耳其之间爆发了战争,意大利人皮亚扎将飞机首先用于侦察。1914年爆发了第一次世界大战,飞机被大量用于军事。敌对双方的侦察机在空中相遇时,驾驶员用自卫手枪进行射击,于是出现了早期的空战。后来由于战争的需要,又出现了装备武器的驱逐机,轰炸机和强击机。
第一次世界大战促进了航空科学技术和航空工业的发展。战后,飞机逐渐从军用转为民用。各国开始设计和制造专用的运输机。航空业务由起初的邮递发展到客货运输。从 1919年开始,世界上已有几条定期的国际航线。1933 年,美国人林白首次驾机不着陆飞越大西洋。
在第二次世界大战中,空军作为一个独立的军种参战。军用机的分工更细,性能大为高。在第二次世界大战中,参战飞机数量大、种类多,出现了总质量 62500 kg 的轰炸机和题。达784 km/h 的战斗机。当飞行速度接近声速时,机翼上气动压力中心的变化引发了飞机秘性和操纵性方面的新问题,从而阻碍飞行速度的提高。当时人们称之为声障。要突破障,首先要求发动机能提供足够的推力。涡轮喷气发动机的出现解决了这一问题。为了给飞机提供更大的动力,德国自 20 世纪 30 年代中期就开始了涡轮喷气发动机的制。德国的喷气发动机研究工作是由航空工程师冯·欧海因主持进行的。1939年,德国试成功了最早的喷气式飞机 He-178。1930 年,英国的弗兰克·惠特尔取得了燃气涡轮发动的第一项专利。他于 1937 年 4 月 12 日制造出了一台涡轮喷气发动机（压气机为离心式)1941 年 5 月 15 日,装有这种新发动机的 E.28/39 研究机进行了首次飞行试验。在第二次世界大战末期,有少量喷气式战斗机参加了空战。但这些飞机未能发挥多大用。直到战后喷气式飞机才获得了迅速的发展。
第二次世界大战之后,人们追求更高的飞行速度。1947 年 10 月 14 日,试飞员查理斯、耶格尔驾驶 X-1 型飞机在约 13 000 m 的高空飞出了 1.06 马赫的速度,从此迈出人类超声速飞行的第一步。
20 世纪 50 年代初期,出现了超声速的军用飞机。到 20 世纪 60 年代,有些飞机的最大速度已达声速的 3 倍左右。这时飞机又遇到热障问题,即由于长时间高速飞行产生气动加热而导致结构材料性能的下降。解决热障问题的途径主要是研制重量轻、耐高温的新材料和新型结构。
20 世纪 70 年代到 80 年代后,一些航空军事大国又研制了一系列供现役使用的新型喷气式歼击机、轰炸机、强击机和军用运输机等。如美国的 F-14、F-15、F-16 和 F-18,苏联的米格-23、米格-27、米格-29 和米格-31,以及苏-27、苏-30、苏-34、苏-35、苏-37 等军用飞机。这些飞机的特点是速度并不太高,多为声速的 2~2.5 倍,飞行高度为 15~25 km;更注重良好的机动性,并装有先进的机载设备、火控雷达系统和多种形式的武器配备。在民用航空方面,第一次世界大战结束后,大量的军用飞机闲置下来,人们纷纷把它们转为民用。欧洲各国纷纷创办航空公司,当时使用的民航机大多由军用飞机改装而成。到第二次世界大战之前,民航业已得到很大规模的发展。但民用喷气飞机的发展较晚。在 1950 年，世界上第一架涡轮螺旋桨喷气客机——英国子爵号投入使用,但是子爵号的使用并没有开启喷气时代。1952年,英国装配 4 台涡轮喷气发动机的彗星号客机在航线上开始使用，1956 年,苏联的图-104、1958 年美国的波音-707 和 DC-8 进入航线。民用喷气航空的时代才真正开始了。波音-707 的速度为 900 ~1 000 km/h,航程可达 12 000 km,载客量 158 人。
1968 年年底,苏联首先试飞了超声速旅客机图-144。1969 年年初,英法合作研制的协和号客机试飞,并于 1976 年用于航线飞行。由于诸多原因,协和号于 2003 年正式停飞。随着客运市场需求的发展,1969 年出现了宽体式大型客机(波音-747),航空客运已经走向大众化。此时,民航飞机的航程大增,座位增加了许多,运营成本也大为降低。在 1970—2000 年间,客机的各项技术和性能也越来越现代化。
在 2000—2005 年间，出现了 A-380 大型双层客机。同时,各国还在不断地预研制新型的高速,远航程,低油耗的未来客机，以及研制空天飞机，以适于未来民用航空的需要。
八、如何处理发黄底片？
实际工作中是不是经常能遇到由于存放条件的原因温湿度不满足标准要求而导致底片发黄发霉的情况，下面我们就来告诉大家一个方法解决实际工作中遇到的这个难题。希望看到的朋友多多的转发给身边探伤的朋友，以备不时之需。
存放过久的底片，在保管过程中，因温度湿度的变化，底片上定影液残留的硫化物分解造成底片泛黄；也会因霉菌侵袭而发霉变质，使底片银粒影像受损，影响图像的效果。
当底片受潮发霉，产生较深的蓝色花斑点时，应先将发霉底片放入清水中泡10分钟，使底片去掉表面杂质，然后便可用新鲜的D-72（可以根据用户的实际情况使用自己的品牌显影液）原液显影5分钟。显影时，底片要不断翻动，使底片表面均匀地吸透药液，液温应控制在18℃~20℃为宜。显影后用净水洗去药液和表面杂质之后，须将底片在8%的冰醋酸溶液中浸5分钟，再水洗20分钟，取出常规于干燥后即可恢复原样。
处理发黄的底片时，应先将底片放入清水中泡透，再放入坚膜定影液中定影10分钟，定透后再用清水漂洗10分钟，然后可投入1%高锰酸钾和2%的盐酸液的等量混合液中进行漂白处理，经水洗后再放入D-72（可以根据用户的实际情况使用自己的品牌显影液）原液中显影5分钟，显影后再放入8%的冰醋酸溶液中泡5分钟，最后经水洗干燥便可恢复如初。
九、核辐射到底是什么？
本章主要内容：
一.辐射是什么
二.核辐射的种类
三.核辐射的来源
四.核辐射的应用
五.辐射剂量监测
六.核辐射的防护
七.核辐射的危害治疗
PS:本文避开各种辐射产生原理及各种公式，也省略了一些单位的赘述，如有疑虑可以百度嘿嘿。虽然如此省略，可能还是会让小白阅读吃力，因此可以只看四五六点，通俗易懂。看不懂可以评论。
一.首先我们需要知道：辐射分为电离辐射和非电离辐射。
电离效应材料中性原子或分子受到辐射而电离，使电学性能发生变化的现象，叫电离效应。
电离辐射电离辐射是会引起物质电离，破坏原子或分子结构的辐射。如X射线、γ射线等
非电离辐射不能使物质原子或分子产生电离的辐射。如微波炉、手机等
In brief，我们所担心的辐射其实仅限于电离辐射，非电离辐射对人损伤可忽略不计。如果这个要杠的话人不能活着，不能接触太阳，你懂的～哪怕是电离辐射也是无法避免的，抛开剂量谈伤害也是耍流氓
二.核辐射分类型
照射量用伦琴（R）为单位，活度是居里（Ci），吸收量一般用戈瑞（Gy），剂量当量一般用希沃特（Sv）。剂量极低的核辐射其实也是不用担心的，天然本底辐射在0.2μSv/h左右，无害。那核辐射主要分哪些类型？
实测0.22-0-24微希沃特每小时，称为本底辐射，图中仪器为芬兰产的RADOS的RDS-30
注意区分穿透能力和电离能力，氦核虽然容易被阻隔，但是电离能力强，虽然皮肤就能阻隔，但是要进入身体里，那也是伤害很大的
这个能看懂了吧 Ծ‸Ծ看不懂继续往下看
三.核辐射怎么来？
主要是人工辐射源和天然辐射源。
人工辐射，顾名思义就是由人自己产生辐射。当然最常见的激发X射线的方法就是用电子轰击金属靶，此时电子会有能量损失，这部分损失的能量会以电磁波的形式释放。最后由于电子跃迁同时放出波长0.1nm左右光子，射线谱如下图。看不懂（＃－.－），继续往下
阴极是一定形状的灯丝和金属电极，发射电子；阳极靶承受高能电子撞击，遏制电子激发X射线
天然辐射源，就是大自然赐予的东西（天然存在放射性同位素），它一直在衰变放出射线（包括α，β，γ射线），最后趋于变成稳定的元素。那原子核有半数衰变所需的时间就是半衰期。
ps:假如你就是那个不稳定的核素，然后一直匀速往外吹气，等你一口气也吹不出来的时候你就变成稳定元素了，吹得你肺里空气剩一半的时候，你吹气所用的时间就是你的半衰期。（真是个沙雕解释....）
四.核辐射有什么应用？
可控的核辐射是可以造福人类的，而滥用则是另一个极端。自伦琴1895年发现射线后，最开始是一种流行，由于人们不了解电离辐射危害，拍射线片甚至成为年轻女性的一种时髦，而随着x光对人伤害（主要是皮肤与截肢）案例逐渐增多，众多x光从业者与科学家失去手臂，人们开始意识到其危害性，毕竟爱迪生都不敢碰了。在此，再次向科学家先驱表示敬意！
为了满足有特殊癖好的客人，酒吧还会安装X射线管，透视眼镜，这才是真正的透视眼镜好吧
回归日常应用，最常见的是医院当中的X光片，再先进一点，加上计算机断层扫描技术就有了CT。射线在不同密度物质中衰变有差异，因此在底片中可形成明暗差异的图像，用于判断体内器官的病变，多见于肿瘤等外观显著变化或者骨裂等检查对象的密度有显著差异（如骨与肉）。
这是由射线衰减导致的，X射线的强度是指连续谱X射线的总强度It=K⋅Z⋅i⋅V2I_{t}=K\cdot Z\cdot i\cdot V^{2}，KK为比例系数，大约K=1.2×10−6K=1.2\times 10^{-6}，ZZ为靶材料原子序数，ii为管电流，VV为管电压。
强度衰减公式可以简化为：I=I0e−μ2xI=I_{0}e^{-\mu^{2}x}，μ\mu为衰减系数。
CT可以理解为对同一个部位绕着拍一圈X光片，得到的结果经过滤波函数处理避免星状伪迹，主要的数学原理用到拉东变换和傅里叶切片定理，因此CT的辐射剂量自然要比单次拍X光要大也就不难理解了。另外，剂量大小还要根据实际情况如透照位置，脂肪层厚度等在合理范围内调整。
上图是腰椎间盘扫描，但现在一般采用安全无辐射更好看的MRI（核磁共振扫描）来诊断。当然了，CT行不行？当然行。如果不是贫穷限制想象力，谁不想上MRI呢？
说起MRI我就想起，中美合拍的.. .....打住！
对于软组织来说，MRI比CT是具有明显优势的，如下图，都是经中央旁小叶下份的横断层扫描，MRI图像显然会更细腻，这是因为这部分软组织的成分差异对射线的衰减并不显著，因此图像就不会那么清晰。
那医院的检查是否有伤害？在合理的检查内，没什么影响，但是不排除有人反复短时间内去医院，医生不知情情况下多次照CT，这样是有小危害的，当然危害不显著。
在工业当中，辐射透照可观察工件内部的缺陷，如焊缝中的裂纹，未熔合，未焊透等。那有没有可能有问题但是拍出来看不到或者看不清？当然是有可能的，但是工艺上可以进行调整，根据国家标准进行检测，可以大大提高缺陷检出率。
工业检测中，根据中华人民共和国能源行业标准NB/T47013.2-2015中相关指引，我可以找到：可用射线机激发射线或使用Co60，Ir192，Se75，Yb169和Tm170作为γ射线源。也可以根据合同商定采用其他新型射线源。
除了用于检查，还有治疗，如大家熟悉的针对癌症的放疗（放射治疗）。放射治疗的疗效取决于放射敏感性，不同组织器官以及各种肿瘤组织在受到照射后出现变化的反应程度各不相同。
如今放射治疗广泛应用对射线敏感的癌症上，有不错的疗效。大约70%的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗，约有40%的癌症可以用放疗根治。
五.辐射监测
1.最常用的辐射剂量计是盖革-弥勒计数器（Geiger-Mueller），一种以电离室为基础改进的辐射计量计。
2.个人剂量监测仪器有胶片剂量计，电离室式剂量笔，个人剂量计，荧光玻璃剂量计，热释光剂量计等。
3.闪烁计数器（scintillation counter），是根据一些材料（闪烁材料）受电离辐射后发射可见光子的原理，这些材料有NaI加微量的铊激活等。
六.怎么做好防护？
1.距离防护。还能怎么做，跑啊，离得越远越好。根据平方反比定律，射线在空气中会迅速衰减，离得越远所受辐射剂量会越低。
IA/IB=DB2/DA2I_{A}/I_{B}=D_{B}^{2}/D_{A}^{2}
IxI_{x}为xx处的射线辐射强度，DxD_{x}为射线源到xx处的距离
2.时间防护。如果不幸已经离得很近了，时间越短，所受伤害就越低。
3.屏蔽防护。就是躲，厚的，密度大的往它后面躲。铅板，混凝土板就比较理想了。可利用半值层计算公式计算屏蔽层厚度。
I=I0/2nI=I_{0}/2^{n}，d=n×d1/2d=n\times d_{1/2}
那防辐射服有用吗？
有用，专业的防辐射服有一丢丢作用。其实也没什么用。唉╯﹏╰
我国辐射安全防护的主要标准是GB 18871-2002《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》，实践使公众中有关关键人群组的成员所受平均剂量不应超过：年有效剂量1mSv，眼晶体的年当量剂量15mSv，皮肤年当量剂量50mSv……
七.受核辐射有什么危害？
核辐射作为粒子穿过人体时电离，破坏人体基因共价键，使得基因突变，甚至打碎染色体。亦可能因为巨大的能量导致细胞直接死亡。
我们熟知的癌症根据高中生物知识因为原癌基因或抑癌基因突变。射线很可能就是激活的原因，另外射线导致的基因突变的不确定性有可能使得你变成绿巨人，不过更可能是死人......
超剂量，轻的话诱发癌症，全身各种病变，严重的话细胞迅速坏死，截肢，内出血，DNA被严重破坏，人在短期内死亡。也就是急性放射病，接触放射源皮肤出现类似灼伤症状，不要以为没啥事。
一般认为，放射的直接损伤表现为细胞的死亡，不能再增殖新的组织，抵抗力降低，血管破裂出血，组织崩溃，出、凝血时间延长等。放射的间接损伤可以引发肿瘤、白血病，寿命缩短，反复感染，发生贫血和溃疡等。放射的局部损伤可在受照后几个月或几年后才出现。全身性疾病只有在机体内几个器官组织受损或全身受照时才发生。
如果这么不幸，马上去职业病医院，如北京解放军第307医院，详细说明经过，照射时间，全身抗感染治疗，接下来能不能活下来全看上天的意思。
高能图片在后面备好了，要拿来下饭的客官慢慢往下划。
由于身体各个部位对射线的敏感度是不同的，加上射线并非就是一条线，当人靠近（接触）射线源的时候，接触部位是首当其冲，但不意味着其他部位就能免受其害，一般是接触部位伤害最重，其他部位不如那个部位严重而已。
对于诱发癌症，各种器官病变，就头痛医头，脚痛医脚。对于全身溃烂的话，参考日本东海村核临界事故35岁的大内久和40岁的筱原理人案例，或《切尔诺贝利的祭祷》中首批入场灭火的消防员妻子描述。输液，维持生命体征，无力回天。
以下节选自李晓蕾等编著《每日人物》中，宋学文先生自述内容
现在，如果有人问我，核辐射的危害是什么？我会告诉他，第一伤口难愈合，第二有潜伏期，即使现在治好了，以后还会病发，你要做好与它对抗一生的准备。除了放射性白内障、肝硬化、糖尿病、心脏病……，现在，核辐射还在损坏我的记忆力，我总是记不起一些事情。有人来问我与妻子的故事，我不是不想说，而是很多细节已经记不清了。十、焊缝射线（RT）底片一般缺陷通用分析
焊接从手工焊，自动焊，等离子焊等可分类，从焊接位置可分平焊，立焊，横焊等，一般缺陷有气孔，夹渣，夹金属，未熔合，未焊透，裂纹，根部内凹，伪缺陷有划痕，衍射斑纹，静电斑纹等。[5][6][7]
常见缺陷:气孔（单个，密集，链状），夹渣（点，条），未焊透（根部，中间），未熔合（坡面，层面），裂纹（横，纵）[6]
一，气孔
气孔是焊接时熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝之中形成的空穴。一般呈现为中心黑度大且影像清晰斑点状影像，影像形状可以是圆形，椭圆形，梨形，条形，主要有孤立气孔，密集气孔，链状气孔和虫孔（类似蝌蚪尾巴）四种形态。
产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。
二，夹渣与夹杂物
一般呈现为不规则形状，边缘不整齐，黑度大且较均匀，形态:点状，密集和条状（有一定宽度，延伸方向一般与焊缝走向相同）。
夹杂物一般分夹珠和夹钨两类。用钨极氩弧焊容易有钨电极尖端在电弧冲击下折断落入焊缝内，叫夹钨。钨为高密度材料，对射线衰减大，底片上呈白色块状影像，主要有孤立点状和粉状。
夹珠主要是大的焊接飞溅或断弧后焊丝落入焊缝中，呈现圆形灰白色影像，在白色影像周围有黑度略大于焊缝金属的黑度圆圈影像（未熔合）。
产生夹渣原因:
接头边缘有污物存在；坡口太小，焊条直径太粗，焊接电流过小；焊接时，焊接的角度和运条方法不恰当，熔渣和铁水辩认不清：把熔化金属和熔渣混杂在一起；焊缝冷却速度过快，熔渣来不及上浮；母材金属和焊接材料的化学成分不当。例如，当熔池内含氧、氮等成份较多时，形成夹杂物的机会就增多。三，未熔合
分为根部未熔合，坡面未熔合和层间未熔合三种情况。未熔合影像形态与射线束方向有关，一般情况下呈现为轮廓模糊的线条状或断续线点状，线条沿焊缝方向延伸，位置与未熔合位置有关，有时呈现直边。层间未熔合易漏检，位置和影像与条状夹渣或片状夹渣相似，和背景黑度相差不大。[8]
根部未熔合的典型影像是连续或断续的黑线，线的一侧轮廓整齐且黑度较大，为坡口或钝边的痕迹，另一侧轮廓可能较规则，也可能不规则。根部未熔合在底片上的位置就是焊缝根部的投影位置，一般在焊缝的中间，因坡口形状或投影角度等原因出可能偏向一边。
坡口未熔合的典型影像是连续或断续的黑线，宽度不一，黑度不均匀，一侧轮廓较齐，黑度较大，另一侧轮廓不规则，黑度较小，在底片上的位置一般在中心至边缘的1/2处，沿焊缝纵向延伸。
产生原因:
电流太小或焊速过快（线能量不够）；电流太大,使焊条大半根发红而熔化太快,母材还未到熔化温度便覆盖上去；坡口有油污、锈蚀；焊件散热速度太快,或起焊处温度低；操作不当或磁偏吹,焊条偏弧等。四，未焊透
未焊透底片上一般呈现为笔直黑线影像，并处于焊缝中心，也可能是断续黑线，伴随其他形态影像。由于透照方向，可能不在中心位置。对于V坡口单面焊为根部未焊透，对X坡口双面焊时为中间未焊透。[9]
未焊透有底片上处于焊缝根部的投影位置，一般在焊缝中部，因透照偏、焊偏等原因也可能偏像一侧。
形成原因：焊前处理不佳，焊件接口处清理不净，如存在氧化物、油污等。坡口处理不良，焊件坡口角度过小、接口不整齐、间隙太小等。焊嘴型号不对，焊接电流过小，或焊接速度过快。散热速度过快，焊件的散热速度过快，使熔池存在的时间短，以致填充金属与母材之间未能充分熔合。
五，裂纹
基本形态黑色影像，黑度可能较大也可能较小，常见线状，星状，簇状。
应用普通射线透照底片上，只能显示焊缝宏观热裂纹缺陷，而不能显示焊缝内的显微热裂纹，焊缝宏观热裂纹在一般射线底片上的图像呈弯曲暗黑色线条状，线条两端黑度由里向外逐渐消失，在高能射线底片可以看到宏观热裂纹主干线附近有细微横向裂纹，主干线边缘部位有明显的粒状凸起物图像和柱状品前端排列的锯齿状图像。
形成原因：焊缝中裂纹缺陷是由焊缝中的应力造成的，焊缝中应力起源于焊接时的加热和冷却过程，焊接是由于母材局部急剧加热，在母材和熔池之间以及熔池和已凝固的焊缝之间都会出现很大的温度差，这个温度差会使焊缝和母材之间焊缝不同部位之间产生巨大的热应力，当热应力超过焊缝在此温度下能较大受的强度时，焊缝就会破裂与此相仿，焊缝在冷却过程中，由于母材传热速度快，也会产生很大的温度梯度，从而形成冷却应力促使焊缝产生裂缝缺陷。在焊接时有熔铸收缩，焊缝金相组织转变对某些合金来说还会产生相变应力和收缩应力。
六，伪缺陷合集
参考
^https://en.wikipedia.org/wiki/Time-of-flight_diffraction_ultrasonics^CEN/TC 138/WG 2 N 173, work item 00138051, European Prestandard final draft 1996: "Non-destructive Testing - Ultrasonic Examination - Part 6: Time-of- Flight Diffraction Technique as a Method for Defect Detection and Sizing". Review^https://www.zetec.com/blog/time-of-flight-diffraction-tofd-vs-phased-array-methods-whats-the-difference/^夏纪真《无损检测导论》^《射线底片图谱》^ab《工业无损检测（射线检测）》夏纪真 著^《焊接技术及其热处理》^《无损检测射线常见缺陷图集及分析》^《焊缝缺陷及伪缺陷在射线底片上影像特征的分析》
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