探头的主要性能包括频率响应、相对灵敏度、时间域响应、电阻抗、距离幅度特性、声束扩散特性、斜探头的入射点和折射角、声轴偏斜角和双峰等。

1）频率响应是在给定的反射体上测得的探头脉冲回波频率特征。在用频谱分析仪测试频率特性时，从所得频谱图中可得到探头的中心频率、峰值频率、带宽等参数。

2）相对灵敏度是以脉冲回波方式，在规定的介质、声程和反射体上，衡量探头电声转换效率的一种度量。JB/T 10062—1999《超声检测用探头 性能测试方法》中将相对灵敏度规定为被测探头在规定的反射体上的回波幅度与石英晶片固定试块回波幅度之比。

3）时间域响应通过回波脉冲的形状、脉冲宽度（长度）、峰数等特征来评价探头的性能。脉冲宽度与峰数以不同的形式来表示所接收回波信号的持续时间。脉冲宽度为在低于峰值幅度的规定水平上所测得的脉冲（回波）前沿和后沿之间的时间间隔。峰数为在所接收信号的波形持续时间内，幅度超过最大幅度的20%（-14dB）的周数。脉冲宽度越窄，峰数越少，则探头阻尼效果越好。这样的探头分辨力好，但灵敏度略低。

4）距离幅度特性、声束扩散特性、声轴偏斜角和双峰均属于探头的声场特性。由于介质衰减以及探头频率成分的非单一性等，使实际声场测量结果与理论计算结果会有所差异，因此，进行声场的实际测量是有必要的。距离幅度特性是指探头声轴上规定反射体回波声压随着距离变化的规律。通过距离幅度特性可测出声场的最大峰值距探头的距离、远场区幅度随着距离下降的快慢等。

5）斜探头的入射点。斜探头的入射点是指斜楔中纵波声轴入射到探头底面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。为了方便对缺陷进行定位和测定探头的K值，应先测定出探头的入射点和前沿长度。可采用IIW试块或CSK—I A试块测定。测定方法为：将斜探头放在试块上（见图3-32），在检测面中心位置移动（探头声束轴线与试块两侧平行），使R100mm圆柱曲底面回波达到最高，此时，R100mm圆弧的圆心所对应探头上的点就是该探头的入射点。

图3-32 入射点与K值的测定

测出探头前端至试块圆弧边缘的距离M，则该探头的前沿长度l₀为

l₀=R-M

注意，试块上R应大于钢中近场区长度N，因为近场区内轴线上的声压不一定最高，测试误差大。

6）斜探头K值和折射角β_s。斜探头K值是指被探工件中横波折射角β_s的正切值，K=tanβ_s。斜探头的K值常用IIW试块或CSK—IA试块上的ϕ50mm和ϕ1.5mm横孔来测定，如图3-32所示。测定方法为：当探头置于B位置时，可测定β_s为35°～60°（K=0.7～1.73）；当探头置于C位置时，可测定β_s为60°～75°（K=1.73～3.73）；当探头置于D位置时，可测定β_s为75°～80°（K=3.73～5.67）。

下面以C位置为例说明K值的测试方法。将探头对准试块上直径为50mm的横孔，找到最高回波，并测出探头前沿至试块端面的距离L，则有

β_s=arctanK

值得注意的是：测定探头的K值或β_s也应在近场区以外进行，因为近场区内，声压最高点不一定在声束轴线上，测试误差大。

7）探头主声束偏离与双峰。探头主声束偏离是指探头实际主声束轴线与探头的几何轴线偏斜的程度，常用偏离角θ来表示。(www.daowen.com)

双峰是指声束轴线沿横向移动时，同一反射体产生两个波峰的现象。

探头主声束偏离和双峰均是与声束横截面上的声压分布有关的性能，反映的是最大峰值偏离探头中心轴线的情况。此性能将会影响缺陷水平位置的确定。

如图3-33a所示，将探头对准试块棱边，移动并转动探头，找到棱边最高波，这时探头侧面平行线与棱边法线夹角θ就是主声束偏离角。当K﹥1时，用一次波测定，如图3-33b所示。当K≤1时，用二次波测定，如图3-33c所示。这是因为K较小时，一次声程短，往往在近场区内，测试误差大。

图3-33 声束偏离角测定

探头双峰常用横孔试块来测定，如图3-34a所示。将探头对准横孔，并前后平行移动，当显示屏上出现图3-34b所示的双峰波形时，说明探头具有双峰。

图3-34 探头双峰测定

8）声束扩散特性。声束扩散特性是指不同距离处的横截面上声压下降至声轴上声压下降6dB时的声束宽度。由于声束扩散，所以不同距离处声束宽度也不同。相同距离处不同探头的声束宽度变化情况与半扩散角有关。直探头和斜探头都可能存在声轴的偏移，下面以直探头为例进行说明。

①在试块上选取深度约为2倍被测探头近场区长度的横通孔。

②标出探头的参考方向，将探头的几何中心轴对准横通孔的中心轴（见图3-35a），然后使探头沿x方向在试块的中心线移动，测出横通孔回波幅度最高点时探头的移动距离D_x。其中，横通孔回波幅度最高点在+x方向时加上正号，在-x方向时加上负号。

图3-35 直探头声束扩散特性的测试

③继续沿x方向移动探头，分别测出横通孔回波幅度最高点至孔回波幅度下降6dB时探头的移动距离W_+x和W_-x，如图3-35b所示。

④使探头旋转90°后沿x方向对准试块中心线移动，按2）和3）步测出D_y、W_+y和W_-y。

⑤D_x、D_y表示声轴的偏移，W_+x、W_-x、W_+y、和W_-y表示声束宽度，读数精确到1mm。