超聲波檢測中常規(guī)探頭和TOFD探的區(qū)別

發(fā)布日期：2019-01-09 作者：超聲波探頭點(diǎn)擊：

超聲波檢測中常規(guī)探頭和TOFD探的區(qū)別：

TOFD技術(shù)所用的探頭于常規(guī)脈沖反射技術(shù)使用的超聲波探頭不同，TOFD不要求小的擴(kuò)散角和好的聲束指向性，恰恰相反，為了使檢測速度的提高并且有利于衍射的發(fā)生，經(jīng)常采用小尺寸晶片的大擴(kuò)散角探頭，由于反射信號不衍射信號強(qiáng)很多。因此要求TOFD探頭有很好的接受和發(fā)射性能。為了提供深度方向的分辨力，TOFD探頭應(yīng)該具有在脈沖特性和寬頻帶特性，并且需要選擇合適的脈沖來激勵探頭

TOFD技術(shù)使用的典型的超聲波探頭，一個壓電傳感器安裝在有機(jī)玻璃或其他類似材料的楔塊上組成探頭。壓電傳感器大多采用復(fù)合材料。晶片尺寸從3mm至20mm。應(yīng)用頻率一般在1MHz以上，最高可達(dá)到15MHz。楔塊設(shè)計(jì)保證在金屬中產(chǎn)生一定角度的縱波。典型的角度是45度，60度和70度。探頭設(shè)計(jì)有螺紋結(jié)構(gòu)以便與不同的楔塊連接。為了使超聲波能夠在探頭和楔塊中進(jìn)行傳播，需要在二者間添加耦合劑。這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是經(jīng)歷一段時間后耦合劑會變干，這時需要重新添加耦合劑。

一般使用的TOFD探頭的頻率范圍是1MHz-15MHz，晶片尺寸范圍是3mm-20mm，通過楔塊在鋼鐵中形成45°至70°的不同角度的折射縱波。

上圖所示為頻率5MHz，晶片直徑6mm，縱波折射角60°的TOFD探頭在鋼中的模擬聲場分布。

超聲波探頭的小編介紹縱波探頭聲場特點(diǎn):

1、縱波與橫波同時存在。由于TOFD技術(shù)采用縱波檢測，探頭折射角小于第一臨界角。這樣在探頭聲場中，同時存在縱波與橫波。設(shè)鋼中縱波聲速為5950m/s，橫波聲速為3230m/s，根據(jù)SNELL公式可以算出，該探頭的橫波折射角為28°。

2、大擴(kuò)散角和寬波束。探頭縱波具有很寬的波束。通過計(jì)算可以求出，該探頭在鋼中聲壓下降12dB的波束上邊界角為90°，下邊界角為45.7°。

超聲波探頭