当直探头纵波靠近试件侧壁垂直入射时,试件底面回波即是纵波0°入射时的端角反射波,由第2章图2-40a可知,此时的纵波反射率为1。由于探头边缘声束会倾斜入射到侧壁,部分侧壁反射波到达底面后会与探头直射波干涉,从而影响底波高度。同理也可能反射到缺陷与探头直射波干涉,从而影响缺陷波高度,即产生侧壁干涉。两束波干涉的结果可能会加强也可能会降低合成波的振幅,同时也可能影响缺陷反射波的传播方向,从而影响缺陷定位精度。但因超声检测广泛使用的是脉冲波,其持续时间极短,通常为μs级,且脉冲波中含有多个频率分量,因此干涉甚弱。而且侧壁反射波到达底面或缺陷的强度相对直射波而言很弱,故对定位定量影响不大。
如图4-27所示,用晶片直径14mm、频率为2.5MHz和5MHz纵波直探头,从RB-2试块端头测埋深为250mm、距侧边分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm的ϕ3mm横孔回波,用多个同型号试块进行多组测试后取其平均值,发现离侧边最近(10mm)的孔横向定位误差最大不超过1.5mm。该孔回波幅度比离侧边最远(50mm)孔回波幅度略高(不超过2dB)。若考虑到孔的埋深为250mm,则横向定位、定量误差实际上可忽略。即在直探头声轴线无偏离的前提下,可以认定孔的最大回波出现在探头中心轴线正下方,离侧边最近(10mm)的孔横向定位误差不超过1.5mm,定量误差不超过2dB。
不过应该强调的是,上述实验必须确保直探头晶片全部位于侧壁内侧,即整个晶片置于探伤面上才可得到。
用该试块测厚度为300mm的底面回波,可测得探头离侧边20mm附近有最高反射波,其值比试块中心处底面回波平均高约2dB,若考虑到该声程为300mm,则可认为侧壁干涉对底波的影响可忽略。上述实验结果也验证了图2-40a纵波0°入射时的端角反射率为1的结论。(www.daowen.com)
对厚度更大、反射体尺寸更小及反射体离侧边更近的情况,可通过类似实验进行测试。
图4-27 侧壁干涉 测试示意图
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