如何選擇超聲波探頭？

    超聲波探傷中，超聲波的發(fā)射和接收都是通過(guò)探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。探頭的種類很多，結(jié)構(gòu)型式也不一樣。探傷前應(yīng)根據(jù)被檢對(duì)象的形狀、衰減和技術(shù)要求來(lái)選擇探頭。探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。

       1、探頭型式的選擇

    常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭表面波探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等。一般根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來(lái)選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。

    ①縱波直探頭只能發(fā)射和接收縱波，束軸線垂直于探測(cè)面，主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。

    ②橫波斜探頭是通過(guò)波形轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)橫波探傷的。主要用于探測(cè)與深測(cè)面垂直或成一定角的缺陷。如焊縫生中的未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。

    ③表面波探頭用于探測(cè)工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測(cè)工件近表面缺陷。聚焦探頭用于水浸探測(cè)管材或板材。

       2、探頭頻率的選擇

    超聲波探傷頻率在O.5～10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

      (1)由于波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。

      (2)頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。

      (3)頻率高，波長(zhǎng)短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對(duì)缺陷定位。

      (4)頻率高，波長(zhǎng)短，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度大，對(duì)探傷不利。

      (5) 頻率增加，衰減急劇增加。

    由以上分析可知，頻率的離低對(duì)探傷有較大的影響。頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對(duì)探傷有利。但頻率高，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度大，衰減大，又對(duì)探傷不利。實(shí)際探傷中要全面分析考慮各方面的因索，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。對(duì)于晶粒較細(xì)的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，長(zhǎng)用2.5～5.0MHz。對(duì)晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用O.5～2.5MHz。如果頻率過(guò)高，就會(huì)引起嚴(yán)重衰減，示波屏上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無(wú)法探傷。

       3、探頭晶片尺寸的選擇中科樸道超聲波探傷儀

    超聲波探頭圓晶片尺寸一般為φ10～φ30mm，晶片大小對(duì)探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸時(shí)要考慮以下因素。

      (l) 可知，晶片尺寸增加，半擴(kuò)散角減少，波束指向性變好，超聲波能量集中，對(duì)探傷有利。

      (2)由N=等可知，晶片尺寸增加，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度迅速增加，對(duì)探傷不利。

      (3)晶片尺寸大，輻射的超聲波能量大，探頭未擴(kuò)散區(qū)掃查范圍大，遠(yuǎn)距離掃查范圍相對(duì)變小，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力增強(qiáng)。

    以上分析說(shuō)明晶片大小對(duì)聲柬指向性，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度、近距離掃查范圍和遠(yuǎn)距離缺陷檢出能力有較大的影響。實(shí)際探傷中，探傷面積范圍大的工件時(shí)，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭。探傷厚度大的工件時(shí)，為了有效地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用大晶片探頭。探傷小型工件時(shí)，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭。探傷表面不太平整，曲率較大的工件時(shí)，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。

       4、橫渡斜探頭K值的選擇

    在橫波探傷中，探頭的K值對(duì)探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程(入射點(diǎn)至底面反射點(diǎn)的距離)有較大的影響。