超声波探伤仪探头的工作原理、性能及结构

超声波的发射和接收是通过探头来实现的。下面我们主要介绍超声波探伤仪探头的工作原理、主要性能及其结构。
1. 压电效应
某些晶体材料在交变拉压应作用下,产生交变电场的效应称为正压电效应。反之当晶体材料在交变电场作用下,产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正、逆压电效应统称为压电效应。
超声波探头中的压电晶片具有压电效应,当高频电脉冲激励压电晶片时,发生逆压电效应,将电能转换为声能(机械能),探头发射超声波。当探头接收超声波时,发生正压电效应,将声能转换为电能。不难看出超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换,因此常把超声波探伤仪探头叫做换能器。
2. 超声波探伤仪的探头的种类和结构
直探头用于发射和接收纵波,主要用于探测与探测面平行的缺陷,如板材、锻件探伤等。
斜探头可分为纵波斜探头、横波斜探头和表层波斜探头,常用的是横波斜探头。横波斜探头主要用于探测与探测面垂直或成一定角度的缺陷,如焊缝、汽轮机叶轮等。
当斜探头的入射角大于或等于第二临界角时,在工件中产生表层波,表层波探头用于探测表层或近表层缺陷。
双晶探头有两块压电晶片,一块用于发射超声波,另一块用于接收超声波。根据入射角不同,分为双晶纵波探头和双晶横波探头。
双晶探头具有以下优点:(1)灵敏度高;(2)杂波少盲区小;(3)工件中近场区长度小;(4)探测范围可调。
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