超声波探伤探头的主要性能指标有哪些?
(1)斜探头的入射点:是指其主声束轴线与探测面的交点,入射点至探头前沿的距离称为探头前沿长度,测定入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定年产值头的K值。
(2)斜探头K值和折射角βs:斜探头K值是指被探工件中横波折射角βs的正切值,K=tgβs。
(3)探头主声束偏离:是指探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度,常用偏离角来表示。
实施超声探伤时,应如何选择超声探头?
超声波探伤中,超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。探头的种类很多,结构型式也不一样。探伤前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头。探头的选择包括探头型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择等。探头型式的选择常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头表面波探头、双晶探头、聚焦探头等。一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式,使声束轴线尽量与缺陷垂直。纵波直探头只能发射和接收纵波,束轴线垂直于探测面,主要用于探测与探测面平行的缺陷,如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。横波斜探头是通过波形转换来实现横波探伤的。主要用于探测与深测面垂直或成一定角的缺陷。如焊缝生中的未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。表面波探头用于探测工件表面缺陷,双晶探头用于探测工件近表面缺陷。聚焦探头用于水浸探测管材或板材。探头频率的选择超声波探伤频率在O.5~10MHz之间,选择范围大。一般选择频率时应考虑以下因索。(1)由于波的绕射,使超声波探伤灵敏度约为,因此提高频率,有利于发现更小的缺陷。(2)频率高,脉冲宽度小,分辨力高,有利于区分相邻缺陷。(3) 可知,频率高,波长短,则半扩散角小,声束指向性好,能量集中,有利于发现缺陷并对缺陷定位。(4) 可知,频率高,波长短,近场区长度大,对探伤不利。(5) 可知,频率增加,衰减急剧增加。由以上分析可知,频率的离低对探伤有较大的影响。频率高,灵敏度和分辨力高,指向性好,对探伤有利。但频率高,近场区长度大,衰减大,又对探伤不利。实际探伤中要全面分析考虑各方面的因索,合理选择频率。一般在保证探伤灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等,一般选用较高的频率,长用2.5~5.0MHz。对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率,常用O.5~2.5MHz。如果频率过高,就会引起严重衰减,示波屏上出现林状回波,信噪比下降,甚至无法探伤。探头晶片尺寸的选择中科朴道超声波探伤仪探头圆晶片尺寸一般为φ10~φ30mm,晶片大小对探伤也有一定的影响,选择晶片尺寸时要考虑以下因素。(l) 可知,晶片尺寸增加,半扩散角减少,波束指向性变好,超声波能量集中,对探伤有利。(2)由N=等可知,晶片尺寸增加,近场区长度迅速增加,对探伤不利。(3)晶片尺寸大,辐射的超声波能量大,探头未扩散区扫查范围大,远距离扫查范围相对变小,发现远距离缺陷能力增强。以上分析说明晶片大小对声柬指向性,近场区长度、近距离扫查范围和远距离缺陷检出能力有较大的影响。实际探伤中,探伤面积范围大的工件时,为了提高探伤效率宜选用大晶片探头。探伤厚度大的工件时,为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头。探伤小型工件时,为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头。探伤表面不太平整,曲率较大的工件时,为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。横渡斜探头K值的选择在横波探伤中,探头的K值对探伤灵敏度、声束轴线的方向,一次波的声程(入射点至底面反射点的距离)有较大的影响。由图l.39可知,对于用有机玻璃斜探头探伤钢制工传,βs=40°(K=O.84)左右时,声压往复透射率最高,即探伤灵敏度最高。由K=tgβs可知,K值大,βs大,一次波的声程大。因此在实际探伤中,当工件厚度较小时,应选用较大的K值,以便增加一次波的声程,避免近场区探伤。当工件厚度较大时,应选用较小的K值。
超声波探伤仪和探头的主要性能指标有哪些
超声波探伤仪核心组成部分主要技术指标说明:
1、灵敏度
超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统(仪器和探头)发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小,灵敏度就愈高。
仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时(增益、发射强度最大,衰减和抑制为0),使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大,说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关,因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。
2、盲区与始脉冲宽度
盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。
始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下,屏幕上高度超过垂直幅度20%时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关,灵敏度高,始脉冲宽度大。
3、分辨力
仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小,分辨力就愈高。
4、信噪比
信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高,杂波少,对探伤有利。信噪比太低,容易引起漏检或误判,严重时甚至无法进行探伤。
超声波探头出来的是电压信号还是电流信号
把问题的顺序调一下会比较好回答。
2、选用T-40-16,R-40-16型号的超声波探头,一个是发射,一个是接收。
1、出来的是电压信号.
原因: 超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波本时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,就成为超声波接收器。在超声探测电路中,发射端得到输出脉冲为一系列方波,其宽度为发射超声的时间间隔,被测物距离越大,脉冲宽度越大,输出脉冲个数与被测距离成正比。
超声测距大致有以下方法:
① 取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基本固定 )与距离成正比,测量电压即可测得距离;
② 测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。
超声波液位传感器的工作原理及结构组成
工作原理 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。 结构组成 超声波传感器主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头反射、一个探头接收)等。超声传感器的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小,如直径和厚度也各不相同,因此每个传感器的性能是不同的,我们使用前必须预先了解它的性能。 超声波传感器的主要性能指标 (1)工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时,输出的能量最大,灵敏度也最高。 (2)工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高,特别时诊断用超声波探头使用功率较小,所以工作温度比较低,可以长时间地工作而不产生失效。医疗用的超声传感器的温度比较高,需要单独的制冷设备。 (3)灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大,灵敏度高;反之,灵敏度低。 如超声波传感器,一个复合式振动器被灵活地固定在底座上。该复合式振动器是谐振器以及,由一个金属片和一个压电陶瓷片组成的双压电晶片元件振动器的一个结合体。谐振器呈喇叭形,目的是能有效地辐射由于振动而产生的超声波,并且可以有效地使超声波聚集在振动器的中央部位。 室外用途的超声波传感器必须具有良好的密封性,以便防止露水、雨水和灰尘的侵入。压电陶瓷被固定在金属盒体的顶部内侧。底座固定在盒体的开口端,并且使用树脂进行覆盖。对应用于工业机器人的超声波传感器而言,要求其精确度要达到1mm,并且具有较强的超声波辐射。