? ? ? ?超聲波探頭的類型眾多,使用對象也是很廣泛的,我們在不同的超聲波應用上應該選擇合適的探頭,根據(jù)超聲波探頭的功能類型,可選擇接觸式探頭、延遲塊式探頭、角度聲束探頭、或水浸式探頭等類型。被測物體材料的不同,其外部和內(nèi)部結構的表象也不同,諸如材料表面粗糙度、材料的溫度、可達性、材料內(nèi)缺陷的位置、被檢測物體聲波傳輸?shù)乃俣鹊鹊龋紩绊懹脩魧μ筋^類型的選擇。
? ? ? ?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量或者是探傷,小曲徑探頭對于圓曲率較大的管道測量較為準確;晶片通常被置于比它稍大一點的外殼中,所以一般來說超聲波探頭越大,其功率越大,對于測量較厚的物體很有優(yōu)勢,而超聲波探頭越小,對于準確的測量與探傷定位很好用。超聲波頻率的選擇,對較厚的工件、粗晶材料或探測表面粗糙的工件,我們可以選擇較低頻率,頻率低,波長長,適應性好;對較薄工件、細晶粒材料或對小缺陷檢出要求高的工件,我們可以選擇較高頻率,高頻率的探頭,發(fā)射的超聲波波長短,穿透性更強。當有裂紋這類面狀缺陷時,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產(chǎn)生足夠大的回波用于接收,而且對于探頭的頻率越高,這種現(xiàn)象越顯著,所以應避免使用不必要的高頻。一般來說,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量或者是探傷,小曲徑探頭對于圓曲率較大的管道測量較為準確;晶片通常被置于比它稍大一點的外殼中,所以一般來說超聲波探頭越大,其功率越大,對于測量較厚的物體很有優(yōu)勢,而超聲波探頭越小,對于準確的測量與探傷定位很好用。超聲波頻率的選擇,對較厚的工件、粗晶材料或探測表面粗糙的工件,我們可以選擇較低頻率,頻率低,波長長,適應性好;對較薄工件、細晶粒材料或對小缺陷檢出要求高的工件,我們可以選擇較高頻率,高頻率的探頭,發(fā)射的超聲波波長短,穿透性更強。當有裂紋這類面狀缺陷時,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產(chǎn)生足夠大的回波用于接收,而且對于探頭的頻率越高,這種現(xiàn)象越顯著,所以應避免使用不必要的高頻。一般來說,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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超聲波探頭測量曲面
? ? ? ?超聲波帶寬是處于特定波幅范圍內(nèi)的頻率響應的部分。在這種情況下,應注意典型的NDT探頭不會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)標準將這個帶寬確定在–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)后生成的波動周期的數(shù)量,一般來說窄帶寬探頭要比寬帶寬探頭生成的波動周期數(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)、電子調(diào)諧、探頭激勵的方式都會影響波形持續(xù)。超聲波靈敏度指激勵脈沖波幅與從指定目標反射的回波波幅之間的關系,對于測量要求或者探傷準確迅速的環(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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? ? ? ?關于超聲波探頭的聲場被分為兩個區(qū)域:近場和遠場。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處的水柱,水柱到達一定距離后會向兩端慢慢的發(fā)散,而且近場的水柱能量要比遠場的水柱能量要高,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厚度或者距離上有一定關系。
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? ? ? ?到此,我們講述了超聲波探頭的類型、尺寸、頻率的選擇、帶寬、波形持續(xù)性以及靈敏度,了解這些知識有助于我們更好的使用超聲波的各類儀器。