如何选择超声波探伤仪探头


概述:超声波探伤仪探头是实现电信号与声讯号相互转换的器件,是超声波探伤仪装置的重要组成部分。各个厂家生产的超声波探伤仪所用的探头是可以通用的。目前所用的超声波探伤仪探头,绝大多数是利用压电效应原理制作的。
    超声波探伤仪探头的主要作用:一是将返回来的声波转换成电脉冲;二是控制超声波的传播方向和能量集中的程度,当改变探头入射角或改变超声波的扩散角时,可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的指向性,提高分辨率;三是实现波形转换;四是控制工作频率,适用于不同的工作条件.
  超声波探伤仪探头种类繁多,日常使用中常见的探头种类有以下几种:
  A.超声波探伤仪直探头
  进行垂直探伤用的单晶片探头,主要用于纵波探伤。直探头由插座、外壳、保护膜、压电晶片、吸声材料等组成,头接触面为可更换的软膜,用于检测表面粗糙的工件。
  B.超声波探伤仪斜探头
  进行斜射探伤用的探头,主要用于横波探伤。斜探头由斜块、压电晶片、吸声材料、外壳、插座等组成,斜探头的声束与探头表面倾斜,因此可用于检测直声束无法到达的部位、或者缺陷的方向与检测面之间存在夹角的区域。
  C.超声波探伤仪小径管探头
  单晶微型横波斜探头,用于小直径薄壁管焊接接头的检验。检测标准参照电力行业标准DL/T8202002《管道焊接接头超声波检验技术规程》,适合检测管径≥32mm、小于等于159mm,壁厚≥4mm、小于14mm的小直径薄壁管;也可适用于其他行业类似管道的检测。探头外形尺寸小,前沿距离≤5mm,始脉冲占宽≤1.5mm(相当于钢中深度),分辨力大于等于20dB。根据被检测管道外径的不同,检测面被加工成对应管径的弧度。
  D.超声波探伤仪表面波探头
  用于发射和接收表面波的探头。表面波是沿工件表面传播的波,幅值随表面下的深度迅速减少,传播速度是横波的0.9倍,质点的振动轨迹为椭圆。表面波探头在被检工件的表面
  和近表面产生表面波。型号中列明的角度为有机玻璃斜块的倾斜角(入射角)。
  E.超声波探伤仪可拆式斜探头
  斜探头的一种特殊类型,将斜探头分成斜块、探头芯两个部分,使用时将两者组合起来。常用的规格2.5P20的探头芯、不同K值的斜块(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0等等)。接受定制其他规格的可拆式斜探头。
  F.超声波非金属检测用探头
  用于检测非金属材料,如混凝土、木材、岩石等。成对使用,一发一收,工作方式为透射式。铝合金外壳,频率从12.5KHz到250KHz,连接到探头线的插座为Q9。
  G.超声波探伤仪双晶探头
  装有两个晶片的探头,一个作为发射器,另一个作为接收器。又称分割式探头、或者联合双探头。双晶探头主要由插座、外壳、隔声层、发射晶片、接收晶片、延迟块等组成,使用垂直的纵波声束扫查工件。相对直探头而言,双晶直探头具有更好的近表面缺陷检出能力;对于粗糙或者弯曲的检测面,具有更好的耦合效果。
  H.超声波水浸式探头
  用于半自动或者自动化探伤系统中。当探头发射的声束轴线垂直于检测面时,纵波直声束扫查工件;调节探头声束轴线与检测面成一定的夹角,声束在水和工件这两种介质的界面折射,可在工件中产生倾斜的横波声束来扫查工件。将探头晶片前面的有机玻璃或者固化的环氧树脂加工成一定弧度(球面或者圆柱面),可得到点聚焦或者线聚焦的水浸式探头。
      如何选择超声波探伤仪探头?下面给出常用的超声波斜探头的选择方案参考:
1.斜探头K值与角度的对应关系
NO.
K值
对应角度
1
K1
对应45度
2
K1.5
对应56.3度
3
K2
对应63.4度
4
K2.5
对应68.2度
5
K3
对应71.6度

2.焊缝探伤超声波探头的选择方案参考

编号
被测工件厚度
选择探头和斜率
选择探头和斜率
1
4—5mm
6×6 K3
 
不锈钢:1.25MHz
铸铁:0.5—2.5 MHz
普通钢:5MHz
2
6—8mm
8×8 K3
3
9—10mm
9×9 K3
4
11—12mm
9×9 K2.5
5
13—16 mm
9×9 K2
6
17—25 mm
13×13 K2
7
26—30 mm
13×13 K2.5
8
31—46 mm
13×13 K1.5
9
47—120 mm
13×13( K2—K1)
10
121—400 mm
18×18 ( K2—K1)
20×20 ( K2—K1)

注:以上方案仅作参考,各企业可视具体情况稍作改动.

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