超声波探伤仪探头规格及参数

2012/11/5 13:03:31

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=1.0、1.5、2.0、2.5、3.0。

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。

表 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mm，DJ表示点聚焦，XJ表示线聚焦。
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