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超声波探伤仪探头规格及参数
2012/11/5 13:03:31
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超声波探伤仪探头规格及参数
超声波探伤 设备主要由超声波探头及其附属部件组成,评判调整超声波探伤仪的性能,一般采用标准试块。超声波探头又称压电超声换能器,是实现电——声能量相互转换的能量转换器件。
1.探头的种类
⑴直探头:声束垂直于被探工件表面入射的探头称为直探头。它可发射和接收纵波。由压电元件、吸收块、保护膜和壳体等组成。
⑵斜探头:利用透声斜楔块使声束倾斜于工件表面入射工件的探头称为斜探头。它可发射和接收横波。
典型的斜探头结构如图8-1所示,它由探头、斜楔块、吸收块和壳体等组成。探头与直探头相似,也是由电压元件和吸收块组成。斜楔块用有机玻璃制作,它与工件组成固定倾斜的异质界面,使探头中压电元件发射的纵波通过波型转换,以折射横波在工件中传播。通常横波斜探头以钢中折射角标称:有γ=40°、45°、50°、60°、70°等几种;有时也以折射角的正切值标称:k=tgγ=1.01.52.02.53.0 
⑶水浸聚焦探头:一种由超声探头和声透镜组合而成的探头。声透镜由环氧树脂浇铸成球形或圆柱形凹透镜,类似光学透镜能使光线聚焦一样,它可使超声波束集聚成一点或一条线。由于聚焦探头的声束变细,声能集中,从而大幅度改善了超声波的指向性,提高了灵敏度和分辨力。
⑷双晶探头:为了弥补普通直探头探测近表面缺陷时存在着盲区大、分辨力低的缺点而设计的探头。探头内含两个压电元件,分别是发射晶片和接收晶片,中间用隔声层分开。双晶探头又称为分割式TR探头,主要用于探测近表面缺陷和薄工件的测厚。
2.探头的主要参数
探头性能的好坏,直接影响着探伤结果的可靠性和准确性。因此,对探头性能的有关指标,国家规定了基本的要求,生产中需定期测试以保证探伤质量。焊缝超声波探伤常用斜探头。斜探头的主要性能参数如下:
⑴折射角γ或k值:γ或K值大小决定了声束入射工件的方向和声波传播途径,是为缺陷定位计算提供的一个有用数据,因此探头使用磨损后均需测量γ或k值。
⑵前沿长度:声束入射点至探头前端面的距离称为前沿长度,又称为接近长度。它反映了探头对有余高的焊缝接近的程度。入射点是探头声束轴线与楔块底面的交点。探头在使用前和使用过程中要经常要测定入射点位置,以便对缺陷进行准确定位。
⑶声轴偏离角:它反映了主声束中心轴线与晶片中心法线的重合程度。声轴偏离角除直接影响缺陷定位和指示长度的测量精度外,还会导致探伤者对缺陷方向产生误判,从而影响对探伤结果的分析。
3.探头型号
探头型号由五部分组成,用一组数字和字母表示。
探头特征:
 ⑴ 探头基本频率:单位为MHz
⑵ 压电晶片材料:常用的压电晶片材料及其代号见表8-1所示。
⑶ 压电晶片尺寸:单位为mm。圆形晶片为晶片直径;方形晶片长度×宽度,分割探头晶片为分割前的尺寸。
⑷ 探头种类:用汉语拼音缩写字母表示,见表8-1所示。
8-1   常用压电晶片材料和探头的代号
压电晶片材料
代 号
探 头 种 类
代 号
锆钛酸铅陶瓷
P
直探头
Z
钛酸钡陶瓷
B
斜探头(用K值表示)
K
钛酸铅陶瓷
T
斜探头(用γ表示)
X
铌酸锂单晶
L
分割探头
FG
碘酸锂单晶
I
水浸探头
SJ
石英单晶
Q
表面波探头
BM
其它材料
N
可变角探头
KB
 
⑸ 探头特征:斜探头用K值或γ表示,单位为度;分割探头为被探工件中声束交区深度,单位为mm;水浸聚焦探头为水中焦距,单位为mmDJ表示点聚焦,XJ表示线聚焦。
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