《超聲檢測(cè)方法》ppt課件-文庫(kù)吧
2025-04-22 13:53 本頁(yè)面
【正文】 于發(fā)射和接收縱波 ， 斜探頭常用的有橫波探頭、 表面波探頭和板波探頭 其它各種探頭 (例如聚焦探頭 、 組合探頭 、 高分辨力探頭和高溫探頭 )都是它們的變型 。 探頭的迅速發(fā)展給人們留下了深刻的印象 ， 使人們充分認(rèn)識(shí)到探頭雖小 ， 但它集中了大量聲學(xué)中的基本問(wèn)題 。 例如 ， 探頭中存在吸收衰減 、 電聲能量轉(zhuǎn)換以及多層波傳導(dǎo)傳播等 ， 因此它是探傷儀的主體 ， 而不是探傷裝置的附件 。 在探頭中 ， 最重要的是壓電晶片和阻尼塊 (吸收塊 )， 壓電晶片下面的保護(hù)膜也很重要 。 壓電晶片是探頭的核心 ， 由壓電材料加工而成 ， 壓電材料近年來(lái)發(fā)展很快 ， 品種繁多 。 在超聲檢測(cè)中用得最廣泛的壓電材料是鋯鈦酸鉛 (PZT)， 靈敏度高 ， 成本低和工藝簡(jiǎn)單 。 其次是石英和鈦酸鋇 ， 晶片厚度取決于所需頻率 。 吸收塊是對(duì)壓電晶片的振動(dòng)起阻尼作用 ， 目的是提高探頭分辨缺陷的能力 ， 常用環(huán)氧樹(shù)脂加鎢粉 ， 要求吸收系數(shù)要大 ， 能使聲波散射 。 同時(shí) ， 吸收塊在靠近壓電晶片的地方 、 其聲阻抗盡可能接近壓電晶片的聲阻抗 。 通常是從工藝上采取措施 ， 提高環(huán)氧樹(shù)脂鎢粉吸收塊的聲阻抗值 、 使之接近壓電晶片 ， 是制作高分辨力探頭的關(guān)鍵 。 當(dāng)然采用高阻尼吸收塊將顯著降低超聲檢測(cè)的靈敏度 ， 因此應(yīng)視具體情況綜合考慮這兩方面的要求 。 一般來(lái)說(shuō) ， 由于產(chǎn)生縱波最容易 ， 而且轉(zhuǎn)換效率也高 ， 因此在需要其它波型時(shí) ， 大都考慮首先獲得縱波 ， 然后用波型轉(zhuǎn)換來(lái)得到其它波形 。 斜探頭就是采用斜楔對(duì)波型轉(zhuǎn)換的作用原理 ，利用縱波在斜楔與工件界面上的波型轉(zhuǎn)換而在工件產(chǎn)生所需的波型 。 對(duì)斜探頭來(lái)說(shuō) ， 除了考慮獲得所需的波型及足夠的聲能外 ， 還應(yīng)注意不致由于斜楔的存在而使雜波增加 ， 影響缺陷波形的判別 。 必須認(rèn)真設(shè)計(jì)斜楔的形狀 ， 使斜楔中由界面反射回來(lái)的聲能不回到壓電晶片上來(lái) 。 斜楔的材料一般都采用有機(jī)玻璃 ， 在斜楔的某些部位增填吸收材料 ， 以便把從斜楔與工件界面反射回來(lái)的雜波盡可能吸收掉 。 雙晶探頭 ， 由兩塊分別發(fā)射和接超聲波的晶片所組成 。 雙晶斜探頭的結(jié)構(gòu) ， 透聲楔分為兩部分 ， 中間設(shè)有隔聲層 。 透聲楔上放置晶片的斜面 ， 除具有斜探頭的入射角外 ， 還有對(duì)稱傾角 θ (一般 θ =4o～ 10o)。 雙晶探頭采用收發(fā)分離的兩塊晶片 ， 消除了有機(jī)玻璃與工件界面上的反射雜波 ， 始脈沖不能進(jìn)入接收放大器 ， 盲區(qū)減小 ， 可以發(fā)現(xiàn)近表面缺陷 。 雙晶探頭具有聚焦作用 ， 其聲場(chǎng)主聲束軸線相交于 Q點(diǎn) 。 在由 a， b， c、 d 點(diǎn)構(gòu)成菱形區(qū) ， 是檢測(cè)靈敏度較高的部位 。 檢測(cè)靈敏度隨深度改變 ， b到 Q逐漸升高 ，Q到 d逐漸降低 ， Q點(diǎn)的靈敏度最高 。 多分量換觸器同時(shí)產(chǎn)生和接收 2個(gè)以上信號(hào) ， 例如 2分量換能器可以產(chǎn)生和接收一個(gè)縱波和一個(gè)橫波分量 ， 或兩個(gè)互相垂直的橫波分量 。 3分量換能器可以產(chǎn)生和接收一個(gè)縱波分量和兩個(gè)互相垂直的橫波分量 。 多分量換能器的工作原理如圖所示 。 多分量換能器用于聲發(fā)射檢測(cè)和應(yīng)力測(cè)試 。 包括縱波 橫波 (LT)二分量 、 橫波 橫波 (TT)二分量 、 縱波 橫波 橫波 (LTT)三分量換能器 。 箭頭和 ⊙ 為晶片 2的振動(dòng)方向 ， ⊕ 和 Θ 為信號(hào)電極的極性 。 由于晶片之間不能共用信號(hào)線 ， 彼此之間采用了隔離層 (G)， 其中 G1為背襯 。 有時(shí)需要不同入射角 ， 可采用可變角度探頭 。 例如在板波探傷中 ， 為選擇合適板波 ， 采用變角度探頭 。 圖是幾種可變角度探頭的結(jié)構(gòu)原理 。 圖 a通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)上面楔塊來(lái)改變?nèi)肷?
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