理论教育 探头种类和结构:横波斜探头、双晶探头详解

探头种类和结构:横波斜探头、双晶探头详解

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:2)横波斜探头主要用于焊缝检测和某些特殊部件的检测。2)双晶探头主要用于近表面缺陷的检测。3)双晶探头杂波少、盲区小、近场区长度小、检测灵敏度高。4)双晶探头的检测范围可调。双晶探头检测时,对位于菱形abcd内的缺陷灵敏度高,可通过改变入射角αL的大小来调整。

探头种类和结构:横波斜探头、双晶探头详解

1.纵波直探头(见图3-5)

1)纵波直探头主要用于钢板、锻件和铸件的检测。

2)保护膜分为硬保护膜和软保护膜。硬保护膜用于表面粗糙度低的工件表面,软保护膜用于表面粗糙度高或有一定曲率的表面。

2.斜探头(见图3-6)

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图3-5 纵波直探头

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图3-6 斜探头

1)斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表面波斜探头。其中最常用的是横波斜探头。

2)横波斜探头主要用于焊缝检测和某些特殊部件的检测。

3)横波斜探头内部有透声斜楔。它的主要作用是实现波型转换,也就是将晶片产生的纵波转换为横波。

4)探头入射点O到探头前端的距离称为探头的前沿。为利于焊缝检测,横波斜探头的前沿越小越好,因此定做探头时,必须注意这一点。

3.双晶探头(分割探头)(见图3-7)

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图3-7 双晶探头

1)双晶探头可分为双晶纵波探头和双晶横波探头。

2)双晶探头主要用于近表面缺陷的检测。

3)双晶探头杂波少、盲区小、近场区长度小、检测灵敏度高。

4)双晶探头的检测范围可调。双晶探头检测时,对位于菱形abcd内的缺陷灵敏度高,可通过改变入射角αL的大小来调整。αL增大,菱形abcd向表面移动,即焦点F向表面移动;菱形abcd向内部移动,即焦点F向内部移动。(www.daowen.com)

双晶探头上标有检测深度。当选择探头时,最好使检测部位位于标注的检测深度附近。

4.聚焦探头

1)聚焦探头按焦点形状分为点聚焦探头和线聚焦探头。点聚焦探头的理想焦点为一点,其声透镜为球面。线聚焦探头的理想焦点为一条线,其声透镜为柱面

2)聚焦探头按耦合情况分为水浸聚焦探头(见图3-8)和接触聚焦探头。水浸聚焦探头以水为耦合介质,不与工件直接接触。接触聚焦探头通过薄层耦合介质与工件接触。接触聚焦探头的聚焦方式不同,分为透镜式聚焦、反射式聚焦和曲面晶片聚焦。点聚焦探头用于缺陷测高时的准确度较高。

双晶探头用FG表示,如探头型号2.5P10×12×2FG15,其中2.5表示频率为2.5MHz,P表示锆钛酸铅陶瓷,10×12×2表示两块尺寸为10mm×12mm的晶片,FG表示双晶探头,15表示钢中声束焦距为15mm。

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图3-8 水浸聚焦探头

3)水浸聚焦探头主要用于板材和管材检测。水浸聚焦探头就是在平探头前加上声透镜,可以聚焦声束。焦距F与声透镜曲率半径r之间关系为

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式中 n——透镜与耦合介质波速比n=c1/c2,对于有机玻璃声透镜和水,n=

2730/1480=1.84,这时F=2.2r

F′=F-Lc3/c2-1)

式中 L——工件中焦点至工件表面的距离;

c2——耦合剂中的波速;

c3——工件中的波速。

这时水层厚度为

H=F-Lc3/c2 (3-9)

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