超声波探头选用-超声纵波直射探伤(JB/T 4009-1999)

 

       JB/T 4009-1999 接触式超声纵波直射探伤方法规定了以超声探头与被检物直接接触的方式进行纵波直射探伤时应遵守的一般规则。

 

超声波探头选用

 

4.5.1 选择频率时应考虑的因素

 

       采用较高探伤频率易于得到窄的脉冲波,容易探出近表面缺陷,也能提高缺陷的检出能力。高频超声束的指向性较好,能对缺陷精确定位。但当声波波长与金属晶粒尺寸可比拟时,超声在晶粒上产生漫散射,造成草状回波,能量衰减严重。因此高频超声波不易穿透粗晶粒材料。此外,在较粗糙的探伤面上高频超声也不易射人。一般说来选用频率的上限由衰减及草状回波(信噪比)决定。下限由探测灵敏度、脉冲宽度及指向性等决定。通常使用的探伤频率为 1~5 MHz。

 

4.5.2 选择探头尺寸时应考虑的因素

 

       接触式探伤用的直探头其晶片通常为圆形。探头声束的近场由下式决定。


       N=D2/4λ

 

       式中:N——近场距离(mm);
                D——晶片直径(mm);
                λ——波长(mm)。

 

       近场区内声束中的声压变化不规则,故一般不能在近场区中进行定量探伤。在近场区声束有一焦点,焦点的直径约为 1/4D(以 6 dB法测定)。焦点上的声压最大,缺陷的回波也最高。声束在近场区远处以半扩散角 θ/2(以 6 dB 法测定)扩散,而 sinθ/2=0.51 λ/D。故当频率不变时,晶片直径大则扩散角小。一般在近距离(或小直径工件)时可采用较小的晶片,距离较大时应采用较大晶片。