Page 123 - 现代文物保护与修复技术研究

第四章 文物保护中的技术应用

第四节 无损检测分析技术在文物保护中的应用

一、无损检测技术分类及原理

（一）射线检测技术

射线的种类很多，其中易于穿透物质的有 X 射线、γ 射线、中子射线三种。
这三种射线都被用于无损检测，其中 X 射线和 γ 射线广泛用于锅炉压力容器焊
缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。射

线检测最主要的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷（探伤）。按照不同特征，
如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等，可将射线检测分为许多种
不同的方法。射线照相法是指用 X 射线或 γ 射线穿透试件，以胶片作为记录信
息的器材的无损的检测方法。该方法是最基本的，应用最广泛的一种射线检测方
法。射线检测适用于绝大多数材质和产品形式，如焊件、铸件、复合材料等。射

线检测胶片对材质内部结构可生成缺陷的直观图像，定性定量准确，检测结果直
接记录，并可长期保存。对体积型缺陷，如气孔、夹渣等的检出率很高，对面积
型缺陷，如裂纹、未熔合类，如果照相角度不适当，则比较容易漏检。射线检测

的局限性还在于成本很高，且射线对人体有害。目前，中国射线检测技术的主要
研究领域为射线成像缺陷自动识别技术、射线计算机辅助成像技术（CR）、射
线实时成像技术（DR）和射线断层扫描技术（CT）。
（二）超声检测技术
超声波是频率高于 20kHz 的机械波。在超声探伤中常用的频率为 0.5~5MHz。

这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面
（如缺陷或被测物件的底面等）就会产生反射。这种反射现象可被用来进行超声
波探伤，最常用的是脉冲回波探伤法探伤时，脉冲振荡器发出的电压加在探头上

（用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件），探头发出的超声波脉冲通过声耦合
介质（如机油或水等）进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原
途径返回探头，探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在示波管的荧光屏
上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度（与参考试块中人工缺陷的反射波
幅度作比较），即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除回波法外，还有用另一探头

在工件另一侧接收信号的穿透法。利用超声法检测材料的物理特性时，还经常利

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