? ? ? ?超聲波探頭的類(lèi)型眾多,使用對(duì)象也是很廣泛的,我們?cè)诓煌某暡☉?yīng)用上應(yīng)該選擇合適的探頭,根據(jù)超聲波探頭的功能類(lèi)型,可選擇接觸式探頭、延遲塊式探頭、角度聲束探頭、或水浸式探頭等類(lèi)型。被測(cè)物體材料的不同,其外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表象也不同,諸如材料表面粗糙度、材料的溫度、可達(dá)性、材料內(nèi)缺陷的位置、被檢測(cè)物體聲波傳輸?shù)乃俣鹊鹊?,都?huì)影響用戶(hù)對(duì)探頭類(lèi)型的選擇。
? ? ? ?另外各種超聲波探頭的尺寸(激活探頭晶片的直徑)也很不一樣,探頭的尺寸不僅適用于被測(cè)物體材料的外型,例如平面探頭適用于表面平整的材料厚度測(cè)量或者是探傷,小曲徑探頭對(duì)于圓曲率較大的管道測(cè)量較為準(zhǔn)確;晶片通常被置于比它稍大一點(diǎn)的外殼中,所以一般來(lái)說(shuō)超聲波探頭越大,其功率越大,對(duì)于測(cè)量較厚的物體很有優(yōu)勢(shì),而超聲波探頭越小,對(duì)于準(zhǔn)確的測(cè)量與探傷定位很好用。超聲波頻率的選擇,對(duì)較厚的工件、粗晶材料或探測(cè)表面粗糙的工件,我們可以選擇較低頻率,頻率低,波長(zhǎng)長(zhǎng),適應(yīng)性好;對(duì)較薄工件、細(xì)晶粒材料或?qū)π∪毕輽z出要求高的工件,我們可以選擇較高頻率,高頻率的探頭,發(fā)射的超聲波波長(zhǎng)短,穿透性更強(qiáng)。當(dāng)有裂紋這類(lèi)面狀缺陷時(shí),超聲波有顯著的反射指向性,如果超聲波不是近似于垂直人射,在探頭方向上就不會(huì)產(chǎn)生足夠大的回波用于接收,而且對(duì)于探頭的頻率越高,這種現(xiàn)象越顯著,所以應(yīng)避免使用不必要的高頻。一般來(lái)說(shuō),頻率上限由衰減和草狀回波信噪比決定,下限由檢出靈敏度、脈沖寬度和指向性決定。
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? ? ? ?另外各種超聲波探頭的尺寸(激活探頭晶片的直徑)也很不一樣,探頭的尺寸不僅適用于被測(cè)物體材料的外型,例如平面探頭適用于表面平整的材料厚度測(cè)量或者是探傷,小曲徑探頭對(duì)于圓曲率較大的管道測(cè)量較為準(zhǔn)確;晶片通常被置于比它稍大一點(diǎn)的外殼中,所以一般來(lái)說(shuō)超聲波探頭越大,其功率越大,對(duì)于測(cè)量較厚的物體很有優(yōu)勢(shì),而超聲波探頭越小,對(duì)于準(zhǔn)確的測(cè)量與探傷定位很好用。超聲波頻率的選擇,對(duì)較厚的工件、粗晶材料或探測(cè)表面粗糙的工件,我們可以選擇較低頻率,頻率低,波長(zhǎng)長(zhǎng),適應(yīng)性好;對(duì)較薄工件、細(xì)晶粒材料或?qū)π∪毕輽z出要求高的工件,我們可以選擇較高頻率,高頻率的探頭,發(fā)射的超聲波波長(zhǎng)短,穿透性更強(qiáng)。當(dāng)有裂紋這類(lèi)面狀缺陷時(shí),超聲波有顯著的反射指向性,如果超聲波不是近似于垂直人射,在探頭方向上就不會(huì)產(chǎn)生足夠大的回波用于接收,而且對(duì)于探頭的頻率越高,這種現(xiàn)象越顯著,所以應(yīng)避免使用不必要的高頻。一般來(lái)說(shuō),頻率上限由衰減和草狀回波信噪比決定,下限由檢出靈敏度、脈沖寬度和指向性決定。
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超聲波探頭測(cè)量曲面
? ? ? ?超聲波帶寬是處于特定波幅范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)的部分。在這種情況下,應(yīng)注意典型的NDT探頭不會(huì)生成單一頻率的聲波,而只能在以額定的頻率值為中心的頻率范圍內(nèi)生成聲波。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將這個(gè)帶寬確定在–6 dB(或半波幅)的位置處。超聲波波形持續(xù)是指每次探頭被脈沖觸發(fā)后生成的波動(dòng)周期的數(shù)量,一般來(lái)說(shuō)窄帶寬探頭要比寬帶寬探頭生成的波動(dòng)周期數(shù)量多。超聲波探頭的晶片直徑、基底材料(有興趣的可以搜索可以在本站超聲波探傷所用探頭的晶片材料要求,了解超聲波的晶片材料知識(shí))、電子調(diào)諧、探頭激勵(lì)的方式都會(huì)影響波形持續(xù)。超聲波靈敏度指激勵(lì)脈沖波幅與從指定目標(biāo)反射的回波波幅之間的關(guān)系,對(duì)于測(cè)量要求或者探傷準(zhǔn)確迅速的環(huán)境,我們可以選擇超聲波靈敏度高的探頭。
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超聲波探頭工作波
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? ? ? ?關(guān)于超聲波探頭的聲場(chǎng)被分為兩個(gè)區(qū)域:近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。就文字上很難理解,但是我們可以將超聲波探頭發(fā)射的超聲波想象為射向遠(yuǎn)處的水柱,水柱到達(dá)一定距離后會(huì)向兩端慢慢的發(fā)散,而且近場(chǎng)的水柱能量要比遠(yuǎn)場(chǎng)的水柱能量要高,超聲波波束的邊緣地帶的能量也較為低,所以超聲波探頭的能量和超聲波探測(cè)厚度或者距離上有一定關(guān)系。
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? ? ? ?到此,我們講述了超聲波探頭的類(lèi)型、尺寸、頻率的選擇、帶寬、波形持續(xù)性以及靈敏度,了解這些知識(shí)有助于我們更好的使用超聲波的各類(lèi)儀器。