超聲波雙晶探頭如何選擇-飛泰檢測(cè)儀器

雙晶探頭是超聲波探傷中使用的一種較為獨(dú)特的探頭類型，與普通單晶探頭相比具有始波脈沖盲區(qū)小、在特定范圍內(nèi)檢測(cè)靈敏度高的優(yōu)勢(shì)，因此常被用于薄壁類零件內(nèi)部小當(dāng)量缺陷的檢測(cè)。

雙晶探頭探傷原理

與常用的單晶探頭采用同一晶片發(fā)射和接收信號(hào)不同，雙晶探頭采用兩塊帶有阻尼塊、相向傾斜互成一定角度的晶片分別承擔(dān)發(fā)射、接收信號(hào)的任務(wù)。這種設(shè)計(jì)一是使檢測(cè)信號(hào)的發(fā)射、接收脈沖間總有一定的時(shí)間間隔，發(fā)射脈沖不再進(jìn)入接收電路，避免了初始脈沖引起的盲區(qū)問題；二是在檢測(cè)體內(nèi)部形成一個(gè)菱形的聲束匯聚區(qū)，進(jìn)而形成聚焦聲場(chǎng)，在同等檢測(cè)條件下與單晶探頭相比提高了檢測(cè)靈敏度。

雙晶探頭參數(shù)的選擇

雙晶探頭的性能是由各項(xiàng)參數(shù)決定的。以雙晶縱波探頭為例，其主要參數(shù)包括探頭的頻率、聲束焦距和晶片尺寸。合理選擇探頭就是要優(yōu)化確定以上三個(gè)參數(shù)。

探頭頻率的選擇

探頭頻率在很大程度上決定了超聲波對(duì)缺陷的探測(cè)能力。一般認(rèn)為，雙晶探頭的檢測(cè)對(duì)象為薄壁件，發(fā)射聲波不需要太強(qiáng)的穿透能力，可選擇較高的頻率以保證檢測(cè)靈敏度。但實(shí)際檢測(cè)表明，必須根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的晶粒大小和對(duì)靈敏度的要求合理選擇探頭頻率。對(duì)大晶粒的材料進(jìn)行檢測(cè)，探頭頻率過(guò)高將導(dǎo)致雜波增多，影響檢測(cè)效果。經(jīng)測(cè)試，在儀器、探頭匹配良好的情況下，頻率為5MHz的探頭可以滿足4級(jí)晶粒以上材料按AA級(jí)靈敏度驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的需要。

聲束焦距的選擇

探頭表面與聲束焦點(diǎn)的距離為焦距。焦距不僅決定了檢測(cè)范圍，而且當(dāng)缺陷處于焦點(diǎn)處時(shí)，其反射信號(hào)最強(qiáng)、定位準(zhǔn)確。因此，探頭焦距的選取，對(duì)最終檢測(cè)結(jié)果的影響十分顯著。飛泰認(rèn)為要根據(jù)被檢件厚度及加工余量選擇合適的聲束焦距，聲束焦點(diǎn)應(yīng)選擇在最終成型產(chǎn)品壁厚的中心點(diǎn)。

晶片尺寸的選擇

與單晶片探頭受晶片尺寸影響檢測(cè)范圍不同，雙晶片探頭的檢測(cè)范圍即是探頭的聲能集中區(qū)，跟晶片尺寸大小無(wú)關(guān)。因此，選擇晶片尺寸時(shí)需要考慮兩點(diǎn)，一是要根據(jù)檢測(cè)件大小選擇相匹配探頭，以提高檢測(cè)效率；二是在檢測(cè)曲面零件時(shí)選擇盡可能小尺寸的探頭，以提高耦合性。

雙晶探頭的應(yīng)用

雙晶探頭主要用于超聲波探傷儀使用，用于檢測(cè)薄壁復(fù)雜的金屬零件。