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超聲波探頭的種類及如何選擇

發布時間:2021/4/30 9:27:54   瀏覽次數:

超聲波探傷檢測技術是目前無損檢測技術中發展最快、應用最廣泛的方法之一,在無損檢測技術中占有非常重要的地位。在檢測過程中,除了超聲探傷儀器,發射和接收超聲波的探頭也起著非常重要的作用,所以,探頭性能的好壞以及探傷過程中對探頭的選取是否得當,將直接影響到探傷結果的準確性和可靠性。

超聲探頭的分類、作用和選用原則

超聲波探傷中由于被探工件的形狀、材質、探傷目的、探傷條件不同,因而需使用不同形式的探頭。超聲波探頭按不同的歸納方式可以進行不同的分類,一般有以下幾種。

(1)按被探工件中產生的波型,可分為縱波探頭、橫波探頭、板波(蘭姆波)探頭、爬波探頭和表面波探頭。

(2)按按入射聲束方向,可分為直探頭和斜探頭。

(3)按照探頭與被探工件表面的耦合方式,可分為接觸式探頭和液浸式探頭。

(4)按照探頭中壓電晶片的材料,可分為普通壓電晶片探頭和復合壓電晶片探頭。

(5)按照探頭中壓電晶片的數目,可分為單晶探頭、雙晶探頭和多晶探頭。

(6)按照超聲波聲束的聚焦否可,分為聚焦探頭和非聚焦探頭。

(7)按超聲波頻譜,可分為寬頻帶和窄頻帶探頭。

(8)按匹配檢測工件的曲率,可分為平面探頭和曲面探頭。

(9)特殊探頭。除一般探頭外,還有一些在特殊條件下和用于特殊目的的探頭。

常見典型探頭的作用

縱波探頭通常稱為直探頭,主要用于檢測與檢測面平行的缺陷,如板材、鑄、鍛件檢測等。

橫波斜探頭是利用橫波檢測,是入射角在第一臨界角與第二臨界角之間且折射波為純橫波的探頭,主要用于檢測與檢測面垂直或成一定角度的缺陷,廣泛用于焊縫、管材、鍛件的檢測。

縱波斜探頭是入射角小于第一臨界角的探頭。目的是利用小角度的縱波進行缺陷檢驗,或在橫波衰減過大的情況下,利用縱波穿透能力強的特點進行縱波斜入射檢驗,使用時需注意試件中同時存在橫波的干擾。

爬波探頭由于一次爬波的角度在75o~83o之間,幾乎垂直于被檢工件的厚度方向,與工件中垂直方向的裂紋接近成90o,因此,對于垂直性裂紋有較好的檢測靈敏度,且對工件表面的粗糙度要求不高,適用于表面、近表面的裂紋檢測。

表面波(瑞利波)探頭入射角需在產生瑞利波的臨界角附近,通常比第二臨界角略大。由于表面波的能量集中于表面下2個波長之內,檢查表面裂紋靈敏度極高,主要對表面或近表面缺陷進行檢驗。

雙晶探頭。雙晶探頭有兩塊壓電晶片,一塊用于發射超聲波,另一塊用于接收超聲波,根據入射角αL的不同,分為縱波雙晶直探頭和橫波雙晶斜探頭。雙晶探頭具有以下優點:靈敏度高、雜波少盲區小、工件中近場區長度小、檢測范圍可調,雙晶探頭主要用于檢測近表面缺陷。

超聲波探頭對于超聲檢測來說,就像是它的眼睛,探頭對探傷結果影響非常大,俗話說工欲善其事必先利其器,在實際探傷過程中應根據工件情況、探傷條件、缺陷情況以及執行的標準認真選用,使超聲波探傷盡量做到準確、可靠、高效。


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