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超声波探头的选择及其工作原理
  发布日期:2013-7-29 8:27:37   点击次数:397 录入:无损探伤|同乐城tlc8823
超声波探伤中,探头的种类很多,结构型式也不一样。超声波同乐城tlc126实施探伤工作时,超声波探头从以下三个方面中选择。

  第一、探头晶片尺寸的选择

  晶片尺寸对探伤也有一定的影响,选择晶片尺寸进要考虑以下因素:

  1、晶片尺寸增加,半扩散角减少,波束指向性变好,超声波能量集中,对探伤有利。

  2、晶片尺寸增加,近场区长度迅速增加,对探伤不利。

  3、晶片尺寸大,辐射的超声波能量大,探头未扩散区扫查范围大,远距离扫查范围相对变小,发现远距离缺陷能力增强。

  以上分析说明晶片大小对声束指向性、近场区长度、近距离扫查范围和远距离缺陷检出能力有较大的影响。实际探伤中,探伤面积范围大的工件时,为了提高探伤效率宜选用大晶片探头;探伤厚度大的工件时,为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头;探伤小型工件时,为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头;探伤表面不太平整,曲率较低较大的工件时,为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。

  第二、探头频率的选择

  超声波探伤频率0.5~10MHz之间,选择范围大。一般选择频率时应考虑以下因素:

  1、由于波的绕射,使超声波同乐城tlc126 灵敏度约为波长的一半,因此提高频率,有利于发现更小的缺陷。

  2、频率高,脉冲宽度小,分辨力高,有利于区分相邻缺陷。

  3、频率高,波长短,则半扩散角小,声束指向性好,能量集中,有利于发现缺陷并对缺陷定位。

  4、频率高,波长短,近场区长度大,对探伤不利。

  5、频率增加,衰减急剧增加。

  第三、探头型式的选择

  常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头、表面波探头、双晶探头,聚焦探头等。一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式,使声束轴线尽量与缺陷垂直。

  纵波直探头波束轴线垂直于探测面,主要用于探测与探测面平行的缺陷,如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。

  横波斜探头主要用于探测与探测面垂直可成一定角度的缺陷,如焊缝中未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。

  表面波探头用于探测工件表面缺陷,双晶探头用于探测工件近表面缺陷,聚焦探头用于水浸探测管材或板材。

  由以上分析可知,对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等,一般选用较高的频率,常用2.5~5MHz;对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率,常用0.5~2.5MHz。如果频率过高,就会引起严重衰减,屏幕上出现林状回波,信噪比下降,甚至无法探伤。

  频率的高低对探伤有较大的影响,频率高,灵敏度和分辨力高,指向性好,对探伤有利;但近场区长度大,衰减大,又对探伤不利。实际探伤中要全面分析考虑各方面的因素,合理选择频率。一般在保证探伤灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。

  超声波探头工作原理

  超声波探头中的压电晶片具有压电效应,当高频电脉冲激励压电晶片时,发生逆压电效应,将电能转换为声能(机械能),探头发射超声波。当探头接收超声波时,发生正压电效应,将声能转换为电能。不难看出超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换,因此常把探头叫做换能器。

  某些晶体材料在交变拉压应作用下,产生交变电场的效应称为正压电效应。反之当晶体材料在交变电场作用下,产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。

 

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