超聲波探頭的種類及如何選擇

超聲波探傷檢測技術(shù)是目前無損檢測技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的方法之一，在無損檢測技術(shù)中占有非常重要的地位。在檢測過程中，除了超聲探傷儀器，發(fā)射和接收超聲波的探頭也起著非常重要的作用，所以，探頭性能的好壞以及探傷過程中對(duì)探頭的選取是否得當(dāng)，將直接影響到探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

超聲探頭的分類、作用和選用原則

超聲波探傷中由于被探工件的形狀、材質(zhì)、探傷目的、探傷條件不同，因而需使用不同形式的探頭。超聲波探頭按不同的歸納方式可以進(jìn)行不同的分類，一般有以下幾種。

(1)按被探工件中產(chǎn)生的波型，可分為縱波探頭、橫波探頭、板波(蘭姆波)探頭、爬波探頭和表面波探頭。

(2)按按入射聲束方向，可分為直探頭和斜探頭。

(3)按照探頭與被探工件表面的耦合方式，可分為接觸式探頭和液浸式探頭。

(4)按照探頭中壓電晶片的材料，可分為普通壓電晶片探頭和復(fù)合壓電晶片探頭。

(5)按照探頭中壓電晶片的數(shù)目，可分為單晶探頭、雙晶探頭和多晶探頭。

(6)按照超聲波聲束的聚焦否可，分為聚焦探頭和非聚焦探頭。

(7)按超聲波頻譜，可分為寬頻帶和窄頻帶探頭。

(8)按匹配檢測工件的曲率，可分為平面探頭和曲面探頭。

(9)特殊探頭。除一般探頭外，還有一些在特殊條件下和用于特殊目的的探頭。

常見典型探頭的作用

縱波探頭通常稱為直探頭，主要用于檢測與檢測面平行的缺陷，如板材、鑄、鍛件檢測等。

橫波斜探頭是利用橫波檢測，是入射角在第一臨界角與第二臨界角之間且折射波為純橫波的探頭，主要用于檢測與檢測面垂直或成一定角度的缺陷，廣泛用于焊縫、管材、鍛件的檢測。

縱波斜探頭是入射角小于第一臨界角的探頭。目的是利用小角度的縱波進(jìn)行缺陷檢驗(yàn)，或在橫波衰減過大的情況下，利用縱波穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)進(jìn)行縱波斜入射檢驗(yàn)，使用時(shí)需注意試件中同時(shí)存在橫波的干擾。

爬波探頭由于一次爬波的角度在75o～83o之間，幾乎垂直于被檢工件的厚度方向，與工件中垂直方向的裂紋接近成90o，因此，對(duì)于垂直性裂紋有較好的檢測靈敏度，且對(duì)工件表面的粗糙度要求不高，適用于表面、近表面的裂紋檢測。

表面波（瑞利波）探頭入射角需在產(chǎn)生瑞利波的臨界角附近，通常比第二臨界角略大。由于表面波的能量集中于表面下2個(gè)波長之內(nèi)，檢查表面裂紋靈敏度極高，主要對(duì)表面或近表面缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)。

雙晶探頭。雙晶探頭有兩塊壓電晶片，一塊用于發(fā)射超聲波，另一塊用于接收超聲波，根據(jù)入射角αL的不同，分為縱波雙晶直探頭和橫波雙晶斜探頭。雙晶探頭具有以下優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、雜波少盲區(qū)小、工件中近場區(qū)長度小、檢測范圍可調(diào)，雙晶探頭主要用于檢測近表面缺陷。

超聲波探頭對(duì)于超聲檢測來說，就像是它的眼睛，探頭對(duì)探傷結(jié)果影響非常大，俗話說工欲善其事必先利其器，在實(shí)際探傷過程中應(yīng)根據(jù)工件情況、探傷條件、缺陷情況以及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真選用，使超聲波探傷盡量做到準(zhǔn)確、可靠、高效。