超聲探頭及超聲波檢測原理

關(guān)于超聲探頭及超聲波檢測原理超聲波探頭教學(xué)目的：了解超聲波探頭發(fā)射和接受超聲波機理，掌握超聲波探頭種類和結(jié)構(gòu)特點。超聲波探頭第2頁,共18頁，2024年2月25日，星期天一、超聲波探頭功用探傷用超聲波是一種頻率高達(dá)幾百千赫到幾兆赫的高頻脈沖彈性波。超聲波探頭ＴＦＢ探頭零件顯示器缺陷第3頁,共18頁，2024年2月25日，星期天一、超聲波探頭功用電信號→探頭→超聲波→零件－－超聲波發(fā)射；零件內(nèi)超聲波→探頭→電信號－－超聲波接收；超聲波探頭電信號超聲波探頭探頭功用：是一種可逆的聲電轉(zhuǎn)換元件。在探傷中起發(fā)射和接收高頻脈沖彈性波作用。第4頁,共18頁，2024年2月25日，星期天二、壓電效應(yīng)超聲波探頭例如：石英又稱SiO2，它是一種單晶三角晶體。具有3個極化軸（X1，X2，X3）和1個光軸。

第5頁,共18頁，2024年2月25日，星期天二、壓電效應(yīng)超聲波探頭第6頁,共18頁，2024年2月25日，星期天二、壓電效應(yīng)超聲波探頭壓電效應(yīng)機理

應(yīng)力電場正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)正壓電效和逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱壓電效應(yīng)。第7頁,共18頁，2024年2月25日，星期天三、探頭結(jié)構(gòu)組成超聲波探頭探頭組成：壓電晶片、阻尼塊、外殼、電極、保護膜（斜鍥）、調(diào)諧線圈壓電晶片：實現(xiàn)聲電相互轉(zhuǎn)換；阻尼塊：吸收聲能加大阻尼；外殼：保護固定內(nèi)部原件；電極：實現(xiàn)晶片和電纜連接；保護膜、斜鍥：保護晶片、波形轉(zhuǎn)換；調(diào)諧線圈：實現(xiàn)探頭與儀器最佳匹配。第8頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、探頭種類超聲波探頭直探頭－單晶片,雙晶片,聚焦直探頭斜探頭－橫波探頭,表面波探頭可變角探頭其它探頭－充水探頭,渦流超聲探頭,薄膜探頭探頭種類第9頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、探頭種類超聲波探頭直探頭特點:

適用于探測晶片正下方與聲束方向垂直的缺陷；

探測深度較大,適用范圍較廣；

檢測靈敏度高。第10頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、探頭種類超聲波探頭斜探頭特點:

適合探測探頭斜下方不同角度方向的缺陷；

探測深度較小,適用直探頭難以探測的部位；

檢測靈敏度較高。第11頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、探頭種類超聲波探頭雙晶探頭特點:

雙晶片聲場重疊區(qū)域靈敏度最高,一般用于定向定位檢測；

探測深度較小；

檢測靈敏度高較。第12頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、探頭種類超聲波探頭可變角探頭特點:晶片產(chǎn)生超聲波的入射方向可以改變。一個探頭可進(jìn)行多個方向上探測，是一種多功能探頭。第13頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、探頭種類超聲波探頭聚焦探頭特點:具有良好的方向性適用于探測曲面零件與晶片垂直方向上一定深度的缺陷。第14頁,共18頁，2024年2月25日，星期天五、探頭表示方法超聲波探頭第15頁,共18頁，2024年2月25日，星期天五、探頭表示方法超聲波探頭第16頁,共18頁，2024年2月25日，星期天五、探頭表示方法超聲波探頭基本頻率晶片材料晶片尺寸探頭種類特征晶片材料表示法ＰＢＴＬＩＱＮ鋯鈦酸鉛陶瓷鈦酸鋇陶瓷鈦酸鉛陶瓷鈮酸鋰單晶碘酸鋰單晶石英單晶其它壓電材料代號壓電材料探頭種類表達(dá)法ＺＫＸFGSJBMKB直探頭斜探頭（用Ｋ表示）斜探頭（折射角表示）聯(lián)合雙探頭（分割探頭）水浸探頭表面波探頭可變角探頭代