超声波探头结构及分类.ppt

超声波探头结构及分类结构以压电换能器探头为例，它主要由压电晶片，以压电换能器探头为例，它主要由压电晶片，阻尼块，电缆线，接头，保护膜，外壳，斜楔组阻尼块，电缆线，接头，保护膜，外壳，斜楔组成。成。结构以压电效应发射接收超声波。以压电效应发射接收超声波。不同形状、材质用途。不同形状、材质用途。晶片晶片对晶片的振动起阻尼作用。对晶片的振动起阻尼作用。吸收晶片向其背面发射的超声波。吸收晶片向其背面发射的超声波。阻尼块阻尼块保护晶片和电极层不被磨损，改善保护晶片和电极层不被磨损，改善探头与试件耦合作用。探头与试件耦合作用。保护膜保护膜使超声波倾斜入射到检测面使超声波倾斜入射到检测面使多次反射的超声波不再返回晶片使多次反射的超声波不再返回晶片斜楔斜楔分类工作原工作原理理耦合方式耦合方式晶片数晶片数目目特殊探特殊探头头波形波形声束形状声束形状入射波入射波束方向束方向工作原理压电式压电效应：晶体在交变应力（压力或拉力）作用下形变时产生交变电场的现象。磁致伸缩式磁致伸缩效应：当在磁化了的磁棒两端施加应力或应变时，磁棒的磁化状态将发生变化，从而在线圈中产生电压入射波束方向直探头直探头入射波束与被探工件表面垂直，用于垂直探入射波束与被探工件表面垂直，用于垂直探伤，伤，探测深度较大，探测深度较大，多数是纵波多数是纵波。斜探头斜探头入射波束与被探工件表面成一定角度。入射波束与被探工件表面成一定角度。斜探头上配有斜楔，改变晶片受激产生的纵斜探头上配有斜楔，改变晶片受激产生的纵波在界面上的入射角，利用超声波的折射特波在界面上的入射角，利用超声波的折射特性产生波型转换，从而在检测介质中激发出性产生波型转换，从而在检测介质中激发出所需要的波型，测量深度小，多数为横波。所需要的波型，测量深度小，多数为横波。波形纵波探头纵波探头横波探头横波探头板波探头板波探头表面波探头表面波探头用于对具有光洁表面的工件的表面缺陷用于对具有光洁表面的工件的表面缺陷检测检测,例如检测叶片表面裂纹。例如检测叶片表面裂纹。用于对工件内部及表面缺陷的横波检测用于对工件内部及表面缺陷的横波检测,例如检测焊缝。例如检测焊缝。用于薄板检测用于薄板检测纵波检验纵波检验耦合方式直接接触式探头直接接触式探头液浸式探头液浸式探头通过薄层耦合剂与工件表面直接接触。藕合剂主要起通过薄层耦合剂与工件表面直接接触。藕合剂主要起传递超声波能量作用，为避免空气层产生的强烈反射，故传递超声波能量作用，为避免空气层产生的强烈反射，故在探测时必须将接触层间的空气排除干净，使声波入射工在探测时必须将接触层间的空气排除干净，使声波入射工件。此法操作方便，但对被测工件的表面光洁度要求较高。件。此法操作方便，但对被测工件的表面光洁度要求较高。液浸法就是将探头与工件全部浸于液体或探头与工件液浸法就是将探头与工件全部浸于液体或探头与工件之间局部充以液体之间局部充以液体(探头与工件有一段距离，即液层厚度探头与工件有一段距离，即液层厚度)，进行探伤的方法。液体一般用水，因此，也称水浸法。，进行探伤的方法。液体一般用水，因此，也称水浸法。晶片数目单晶探头单晶探头双晶探头双晶探头多晶探头多晶探头声束形状聚聚焦焦探探头头非聚焦探头非聚焦探头采用曲面晶片发出聚焦的超声采用曲面晶片发出聚焦的超声波；采用两种不同声速的塑料来制波；采用两种不同声速的塑料来制作声透镜；利用类似光学反射镜的作声透镜；利用类似光学反射镜的原理制作声凹面镜来聚焦超声波。原理制作声凹面镜来聚焦超声波。声束直径可以小到声束直径可以小到1mm1mm左右，能分左右，能分辨细小的缺陷。辨细小的缺陷。特殊探头（1 1）测厚探头）测厚探头:包括常温包括常温,中温中温,高温状态下使用的高温状态下使用的,接触法或接触法或液浸法使用超声的液浸法使用超声的,不同分辨率的各种测厚探头。不同分辨率的各种测厚探头。（2 2）轮式超声探头）轮式超声探头:可用于自动或半自动的钢板检测等。可用于自动或半自动的钢板检测等。（3 3）检测铁路钢轨的超声探头。）检测铁路钢轨的超声探头。（4 4）检测工件内孔的超声探头）检测工件内孔的超声探头:深入工件孔内进行检测。深入工件孔内进行检测。（5 5）从轴类、螺栓等端面进行检测的小角度纵波斜入射探头。）从轴类、螺栓等端面进行检测的小角度纵波斜入射探头。（6 6）用于高温条件下检测的超声探头。）用于高温条件下检测的超声探头。（7 7）冲击波探头）冲击波探头:产生冲击波进行检测。产生冲击波进行检测。（8 8）用于特殊部位的反射镜式探头）用于特殊部位的反射镜式探头:利用声反射镜改变超声束利用声反射镜改变超声束的投射方向。的投射方向。（9 9）电磁超声探头。）电磁超声探头。（1010）混凝土检测用探头。）混凝土检测用探头。（1111）窄脉冲）窄脉冲(高阻尼高阻尼)探头探头:可获得特别高的分辨力。可获得特别高的分辨力。（1212）与计算机配合的相控阵探头或动态聚焦阵列探头。）与计算机配合的相控阵探头或动态聚焦阵列探头。（1313）可变焦距的阵列探头。）可变焦距的阵列探头。