超聲檢測中，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。超聲波探傷時應(yīng)該如何選擇適合的探頭？檢測前應(yīng)根據(jù)被檢對象的形狀、超聲波的衰減、技術(shù)要求等來選擇探頭。探頭選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值(或折射角)的選擇等。

一、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。

二、 探頭頻率的選擇

超聲波檢測頻率在0. 5~10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時應(yīng)考慮以下因素。

1.由于波的繞射，使超聲波檢測極限靈敏度約為λ/2，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、由公式擴(kuò)散角公式可知，頻率高，波長短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。

4、由公式近場區(qū)公式可知，晶片尺寸增加，近場區(qū)長度迅速增加，對檢測不利。

5、由衰減公式 可知，頻率增加，衰減急劇增加。

   由以上分析可知，頻率的高低對檢測有很大影響。頻率高，靈敏度和分辨率高，指向性好，對檢測有利。但頻率高，近場區(qū)長度大，衰減大，又對檢測不利。實(shí)際檢測中要全面分析考慮各方面的因素，合理選擇頻率。一般在保證檢測靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。

   對于晶粒較細(xì)的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，常用2.5-5.0MHz。對晶粒粗大鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率,穿透力好，常用0. 5-2.5MHz。如果頻率過高，就會引起嚴(yán)重衰減，示波屏上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無法檢測。

三、探頭晶片尺寸的選擇

  探頭圓晶片尺寸一般為φ 10--φ 30mm，晶片大小對檢測也有一定影響， 選擇晶片尺寸時要考慮以下因素。

1、由    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，對檢測有利。

2、由 可知，晶片尺寸增加，近場區(qū)長度迅速增加，對檢測不利。

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

    以上分析說明晶片大小對聲束指向性，近場區(qū)長度、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)際檢測中，檢測面積范圍大的工件時，為了提高檢測效率宜選用大晶片探頭。檢測厚度大的工件時，為了有效的發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用大晶片探頭。檢測小型工件時，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭。檢測表面不太平整，曲率較大的工件時，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。

四、橫波斜探頭K值(或折射角)的選擇

    在橫波檢測中，探頭的K值(或折射角)對檢測靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程有較大影響。對于用有機(jī)玻璃斜探頭檢測鋼制工件,β=400 (K=0. 84)左右時，聲壓往復(fù)透射率最高，即檢測靈敏度最高。由k = Tanβ,可知，K值大，βs大，一次波的聲程大。因此在實(shí)際檢測中，當(dāng)工件厚度較小時，應(yīng)選用較大K值的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。在焊縫檢測中，還要保證主聲束能掃查整個焊縫截面。對于單面焊根部未焊透，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，端角反射率很低，容易引起漏檢。

        以上是針對超聲波探傷時應(yīng)該如何選擇適合的探頭的解答，請結(jié)合實(shí)際檢測工件情況及要求進(jìn)行對應(yīng)適合的超聲波探頭。

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