超聲檢測(cè)方法ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-13 13:53本頁(yè)面
【正文】 探頭與儀器的連結(jié) 探頭用高頻電纜與探傷儀相連結(jié) ， 為消除外來(lái)電波對(duì)探頭激勵(lì)脈沖及回波脈沖的影響 ， 并防止這種高頻脈沖以電波形式向外輻射 ， 常采用同軸電纜連結(jié) 。 斜楔的存在對(duì)壓電晶片的振動(dòng)可起到一定的阻尼作用 ， 而且即使脈沖持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng) ， 一般也不會(huì)超過(guò)在斜楔內(nèi)的傳播時(shí)間 ， 因此晶片背面往往不再附加吸收塊 。 斜楔采用有機(jī)玻璃的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是 ， 具有明顯的衰減特性 ， 有利于消除干擾反射波 。 一般斜探頭主要用于橫波 ， 因此設(shè)計(jì)時(shí)要求斜楔中的縱波速度小于工件中的橫波速度 。 頻率上限由衰減大小決定 ， 下限則由檢測(cè)靈敏度 、 脈沖寬度和聲束指向性決定 。 固定缺陷位置的水浸探傷，要選用聚焦探頭。 薄工件，要用高分辨力探頭。 根據(jù)缺陷在工件中的大致位置選擇合適的頻率與振子尺寸。 選擇探頭時(shí)，對(duì)缺陷的狀況應(yīng)做考慮。 薄壁件則相反 ， 可采用分割式探頭 。 形狀復(fù)雜工件 ， 選用直徑 10mm和 5mm小振子探頭 。 一個(gè)良好的超聲換能器 ， 應(yīng)該在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)具有良好的靈敏度 ， 而在近場(chǎng)區(qū)則具有良好的分辨力 ， 但兩者往往是矛盾的 。 大多數(shù)探頭直徑為 5～ 40mm， 直徑大于 40mm時(shí) ， 由于很難獲得與之對(duì)應(yīng)的平坦接觸面 ， 故不適于大部分檢測(cè) 。 即使如此 ， 仍有漏檢的缺陷 。 但指向角大時(shí)檢測(cè)靈敏度降低 。 上述分析知 ， 探頭頻率和頻率特性以及輻射特性 ， 對(duì)超聲檢測(cè)均有很大的影響 。 脈沖愈窄則分辨能力愈高， 頻率愈高則分辨能力愈高 ， 靈敏度愈高則分辨力愈低 。 輻射面積愈大 、 檢測(cè)靈敏度愈高 。 其缺點(diǎn)是靈敏度偏低 ， 加工難度較大 。 近年來(lái)出現(xiàn)了一種新型薄膜探頭 ， 用高聚合物壓電薄膜制造 ， 適用于任何形狀的工件 。 圖 b缺點(diǎn)是當(dāng)改變?nèi)肷浣菚r(shí)探頭入射點(diǎn) 、 折射角和在透聲楔內(nèi)聲程改變 。 圖是幾種可變角度探頭的結(jié)構(gòu)原理 。 有時(shí)需要不同入射角 ， 可采用可變角度探頭 。 箭頭和 ⊙ 為晶片 2的振動(dòng)方向 ， ⊕ 和 Θ 為信號(hào)電極的極性 。 多分量換能器用于聲發(fā)射檢測(cè)和應(yīng)力測(cè)試 。 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 。 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 。 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) 。 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 ， 由兩塊分別發(fā)射和接超聲波的晶片所組成 。 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 。 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 。 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 。 其次是石英和鈦酸鋇 ， 晶片厚度取決于所需頻率 。 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 。 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 。 探頭耦合劑工件缺陷超聲波探頭的基本形式是直探頭和斜探頭 ， 直探頭用于發(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 。 (2)
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