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{| class="wikitable" align="right" |- | style="background: #008080" align= center| '''<big>超声波探头</big> ''' |- | [[File:800 (2)12435467.jpg|缩略图|居中|[https://pic.baike.soso.com/ugc/baikepic2/13974/20160801150658-55892669.jpg/800 原图链接][https://baike.sogou.com/PicBooklet.v?relateImageGroupIds=&lemmaId=8455110&now=https%3A%2F%2Fpic.baike.soso.com%2Fugc%2Fbaikepic2%2F13974%2F20160801150658-55892669.jpg%2F800&type=1#simple_0 来自搜狗的图片]]] |- | style="background: #008080" align= center| |- | align= light| |} 中文名:超声波探头 斜探头:单晶横波斜探头 直探头:单晶纵波直探头 双晶纵波直探头 带曲率探头:周向曲率 径向曲率 ==概论== 在超声波检测过程中,超声波的发射和接收拾通过探头来实现的。探头的性能直接影响超声波的特性,影响超声波的检测性能。 在超声检测中使用的探头,是利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器。探头中的关键部件是晶片,晶片是一个具有压电效应的单晶或者多晶体薄片,它的作用是将电能和声能互相转换。 ==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a1<aL<aⅡ , 双晶横波斜探头 单晶 纵波斜探头 aL<a1为小角度纵波斜探头 aL在a1附近为爬波探头 爬波探头;沿工件表面传输的纵波,速度快、能量大、波长长、探测深度较表面波深,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、波长短探测深度较 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)。 ==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,探测灵敏度高,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?) ==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)。 ==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:³3N。 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)。 ==试块== ※强调等效试块的作用。 1.常用试块的结构尺寸、各部位的用途,存在问题;(讲义附件8、10、13、18题答案)。 2.三角槽与线切割裂纹的区别; 3.立孔与工件中缺陷的比较:、 4.几种自制试块的使用方法; A.奥氏体试块: B.双孔法校准(主要用于纵波斜探头探伤,如螺栓)(讲义附件5、7题答案)。 计算公式:令h2/h1=n; a=[n(t1+f/2)-(t2+f/2)]/(n-1) …… 1式 t1与t2为一 次声程分别发现h1与h2孔时的声程(包含a); COSb=h1/(t1+f/2-a),b=COSh1/(t1+f/2-a); tgb=K,K=tgCOSh1/(t1+f/2-a) …… 2式 b=(L2-nL1)/(n-1) …… 3式 C.外圆双孔法校准原理(外径f>100mm的工件周向探伤用): 计算公式:q=( - )180/Rp …… 1式 …… 2式 j=Sin[Sinq(R-h2)/A¢B] …… 3式 b=Sin(R-h1)Sinj/R …… 4式 tgb=K=tgSin(R-h1)Sinj/R …… 5式 =ÐeR/57.3- …… 6式 Ðe=Ðj-Ðb. D.双弧 单孔法校准(外径Φ<100mm的工件周向探伤用): (1)距离校准同CSK-ⅠA校圆弧; (2).K值校准 b=COS[R2+(S+f/2)-(R-h)]/2R2(S+f/2) tgb=K (讲义附件3、15题答案)。 ==探伤方法== 1.曲线法; 2. 幅值法.<ref>[https://www.912688.com/promotevr/8D8558F06CE263A25934-fpcvrlist.html 超声波探头]搜好货网</ref> =='''参考文献'''== {{Reflist}} [[Category:470 製造總論]]
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