分类
1.直探头: 单晶纵波直探头 双晶纵波直探头
2.斜探头: 单晶横波斜探头a1Ⅱ ，双晶横波斜探头
单晶纵波斜探头 aL为小角度纵波斜探头
aL在a1附近为爬波探头超声波探头爬波探头;沿工件表面传输的纵波，速度快、能量大、波长长、深度较表面波深，对工件表面光洁度要求较表面波松。(频率2.5MHZ波长约2.4mm，讲义附件11、12、17题部分答案)。
3.带曲率探头: 周向曲率 径向曲率。
周向曲率探头适合---无缝钢管、直缝焊管、筒型锻件、轴类工件等轴向缺陷的检测。工件直径小于2000mm时为保证耦合良好探头都需磨周向曲率。
径向曲率探头适合---无缝钢管、钢管对接焊缝、筒型锻件、轴类工件等径向缺陷的检测。工件直径小于600mm时为保证耦合良好探头都需磨径向曲率。
4.聚焦探头: 点聚焦 线聚焦。
5.表面波探头:(当纵波入射角大于或等于第二临界角,既横波折射角度等于90形成表面波).
沿工件表面传输的横波，速度慢、能量低、波长短深度较爬波浅，对工件表面光洁度要求较爬波严格。
第一章"波的类型"中学到:表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。(频率2.5MHZ波长约1.3mm，讲义附件11、12题部分答案)。
折叠编辑本段性能参数
1.压电应变常数d33:
d33=Dt/U在压电晶片上加U这么大的应力,压电晶片在厚度上发生了Dt的变化量,d33越大,发射灵敏度越高。
2.压电电压常数g33:
g33=UP/P在压电晶片上加P这么大的应力.在压电晶片上产生UP这么大的电压,g33越大,接收灵敏度越高。
3.介电常数e:
e=Ct/A[C-电容、t-极板距离(晶片厚度)、A-极板面积(晶片面积)];
C小→e小→充、放电时间短.频率高。
4.机电偶合系数K:
表示压电材料机械能(声能)与电能之间的转换效率。
对于正压电效应:K=转换的电能/输入的机械能。
对于逆压电效应:K=转换的机械能/输入的电能.
晶片振动时,厚度和径向两个方向同时伸缩变形,厚度方向变形大,灵敏度高,径向方向变形大,杂波多,分辨力降低,盲区增大,发射脉冲变宽.(讲义附件16、19题部分答案)。
声 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00MM 探头频率: 2.500MC
探头K值: 1.96 探头前沿: 7.00MM 坡口类型: X
坡口角度: 60.00 对焊宽度: 2.00MM 补 偿: -02 dB
判 废: 05dB 定 量: -03dB 评 定: -09 dB
焊口编号: 0000 缺陷编号: 1. 检测日期: 05.03.09
声 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00 MM 探头频率: 5.00 MC
探头K值: 1.95 探头前沿: 7.00 MM 坡口类型: X
坡口角度: 60.00 对焊宽度: 2.00 MM 补 偿: -02 dB
判 废: 05 dB 定 量: -03 dB 评 定: -09 dB
焊口编号: 0000 缺陷编号: 1. 检测日期: 05.03.09
5.机械品质因子qm:
qm=E贮/E损,压电晶片谐振时,贮存的机械能与在一个周期内(变形、恢复)损耗的能量之比称……损耗主要是分子内摩擦引起的。
qm大,损耗小,振动时间长,脉冲宽度大,分辨力低。
qm小,损耗大,振动时间短,脉冲宽度小,分辨力高。
6.频率常数Nt:
Nt=tf0,压电晶片的厚度与固有频率的乘积是一个常数,晶片材料一定,厚度越小,频率越高. (讲义附件16、19题部分答案)。
7.居里温度Tc:
压电材料的压电效应,只能在一定的温度范围内产生,超过一定的温度,压电效应就会消失,使压电效应消失的温度称居里温度(主要是高温影响)。
8.超声波探头的另一项重要指标:信噪比---有用信号与无用信号之比必须大于18 dB。(为什么?)
折叠编辑本段探头型号
(应注意的问题)
1.横波探头只报K值不报频率和晶片尺寸。
2.双晶探头只报频率和晶片尺寸不报F(菱形区对角线交点深度)值。
例:用双晶直探头检12mm厚的板材，翼板厚度12mm的T型角焊缝，怎样选F值?
讲义附件(2题答案)。
折叠编辑本段应用举例
1.斜探头近场N=a?b?COSb/plCOSa。 λ =CS/?.
直探头近场N=D/4l。 λ=CL/?.
2.横波探伤时声束应用范围:1.64N-3N。
纵波探伤时声束应用范围:?3N。
双晶直探头探伤时,被检工件厚度应在F菱形区内。
3.K值的确定应能保证一次声程的终点越过焊缝中心线，与焊缝中心
线的交点到被检工件内表面的距离应为被检工件厚度的三分之一。
4.检测16mm厚的工件用5P 9×9 K2、2.5P9X9K2、2.5P13X13K2那一种探头合适(聚峰斜楔).以5P9X9K2探头为例。
(1).判断一次声程的终点能否越过焊缝中心线?
(焊缝余高全宽 前沿)/工件厚度
(2).利用公式:
N?(工件内剩余近场长度)=N(探头形成的近场长度)-N?(探头内部占有的近场长度) =axbxcosβ/πxλxcosα–Ltgα/tgβ,计算被检工件内部占有的近场长度。讲义附件(14题答案)。
A. 查教材54页表:
材料
K值
1.0
1.5
2.0
2.5
3
有机玻璃
COSb/ COSa
0.88
0.78
0.68
0.6
0.52
聚砜
COSb/ COSa
0.83
0.704
0.6
0.51
0.44
有机玻璃
tga /tgb
0.75
0.66
0.58
0.5
0.44
聚砜
tga /tgb
0.62
0.52
0.44
0.38
0.33
COSb/COSa、tga/tgb与K值的关系
查表可知cosβ/cosα=0.6, tgα/tgβ=0.44, 计算可知α=41.35°.
B. λ=Cs/?=3.24/5=0.65mm
C.
参考图计算可知:
tgα=L1/4.5, L1=tg41.35°X4.5=0.88X4.5=3.96mm.
cosα=2.5/L2, L2=2.5/cos41.5°=2.5/0.751=3.33mm,
L=L1 L2=7.3mm, Ltgα/tgβ=7.3×0.44=3.21mm,(N?)
由(1)可知，IS=35.8mm, 2S=71.6mm
N=axbxcosβ/pxλxcosa=9×9×0.6/3.14×0.65=23.81mm,
1.64N=39.1mm, 3N=71.43mm.
工件内部剩余的近场(N?)=N-N?=20.6mm(此范围以内均属近场探伤).
(1.64N-N?)与IS比较, (3N-N?)与2S比较,
使用2.5P13X13K2探头检测16mm厚工件,1.64N与3N和5P9X9K2探头基本相同,但使用中仍存在问题，2.5P9X9K2探头存在什么问题?
一.探伤过程中存在的典型问题:
不同探头同一试块的测量结果
反射体深度
1#探头
2#探头
横波折射角
声程
横波折射角
声程
mm
( )
mm
( )
mm
20
21.7
21.7
32.8
24.3
40
24.4
45.0
32.5
49.8
60
25.8
70
30.9
75.6
80
28.9
101.8
29.1
102.0
注:1.晶片尺寸13?13 2.晶片尺寸10?20.
试验中发现:同一探头(入射角不变)在不同深度反射体上测得的横波折射角不同,进一步试验还发现,折射角的变化趋势与晶片的
构尺寸有关,对不同结构尺寸的晶片,折射角的变化趋势不同,甚至完全相反,而对同一
晶片,改变探头纵波入射角,其折射角变化趋势基本不变,上表是两个晶片尺寸不同的探头在同一试块上测量的结果.
1#探头声束中心轨迹 2#探头声束中心轨迹
1.纵波与横波探头概念不清.
第一临界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbL/CL2,当CL2