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奧林巴斯超聲波探傷儀探頭的選擇
點(diǎn)擊次數(shù)：2272 更新時(shí)間：2017-03-29
奧林巴斯超聲波探傷儀能夠快速、便捷、無損傷、地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷(裂紋、夾雜、疏松、氣孔等)的檢測(cè)?？煽啃愿?，穩(wěn)定性好，可全面、客觀地采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或后處理，對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域或圖像分析，減少了人為因素的影響，提高了檢索的可靠性和穩(wěn)定性，真正實(shí)現(xiàn)鑄件、鍛件、板材、焊縫檢測(cè)全無憂。
奧林巴斯超聲波探傷儀中，超聲波的發(fā)射和接收都是通過探頭來實(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、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。
縱波直探頭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。
橫波斜探頭主要用于探測(cè)與探測(cè)面垂直可成一定角度的缺陷，如焊縫中未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。
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0.5~10MHz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波長(zhǎng)的一半，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，頻率的高低對(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素，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，常用2.5~5MHz；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0.5~2.5MHz。如果頻率過高，就會(huì)引起嚴(yán)重衰減，屏幕上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。
3. 超聲波探傷儀探頭晶片尺寸的選擇
晶片尺寸對(duì)探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸進(jìn)要考慮以下因素：
（1） 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） 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)。
以上分析說明晶片大小對(duì)聲束指向性、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，曲率較低較大的工件時(shí)，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。
4. 橫波斜頭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。K值大，一次波的聲程大。因此在實(shí)際探傷中，當(dāng)工件厚度較小時(shí)，應(yīng)選用較大的K值，以便增加一次波的聲程，避免近場(chǎng)區(qū)探傷；當(dāng)工件厚度較大時(shí)，應(yīng)選用較小的K值，以減少聲程過大引起的衰減，便于發(fā)現(xiàn)深度較大處的缺陷。在焊縫探傷中，不要保證主聲束能掃查整個(gè)焊縫截面；對(duì)于單面焊根未焊透，還要考慮端角反射問題，應(yīng)使K=0.7~1.5,因?yàn)镵<0.7或K>1.5，端角反射很低，容易引起漏檢。
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