超声波探伤仪探头主要由压电晶片组成,探头可发射及接收超声波

[2018-09-11]

超声(Ultrasonic)波探伤仪探头(Probe)主要由压电晶片组成,探头可发射及接收超声波。暗室红灯可以保证射线胶片在切装和冲洗处理过程中不被感光的前提下提供暗室照明探伤剂是无损检测技术中最简便而又有效的一种常用检测用段,它对危及金属、非金属材料制件寿命和压力容器安全的危险缺陷——如焊接裂缝、疲劳裂缝、应力腐蚀裂缝、磨削裂缝、淬火裂缝等表面开口性缺陷的检测具有显示灵敏、结论迅速、重复性和直观性好的独特优点。 超声波探伤仪探头由于其结构(的不同可分为直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、可变角探头(纵波、横波、表面波、兰姆波)、双探头(一个探头发射,另一个探头接收)、聚焦(Focused)探头(将声波聚集为一细束)、水浸探头(可浸在液体中)以及其它专用探头(如探高压瓷瓶的S型或扁平探头或探人体用的医用探头)等。
 
超声波探伤仪探头主要由压电晶片、阻尼块(吸收块)及保护膜组成
 
(1)压电晶片 压电晶片的厚度与超声(Ultrasonic)频率成反比。例如锆钛酸铅(PZT-5)的频率厚度常数为1890千赫/毫米, 晶片厚度为1毫米时,自然频率为1.89兆赫,厚度为0.7毫米时,自然频率约2.5兆赫。电压晶片的直径与扩散角成反比。电压晶片两面敷有银层,作为导电的极板,晶片底面接地线(别称:避雷线),晶片上面接导线(wire)引至电路上。
 
(2)保护膜(Protective film) 直探头为避免晶片与工件(Workpiece)直接接触(contact)而磨损晶片,在晶片下粘合一层保护膜,有软性保护和硬性保护 两种。软性的可用塑料薄膜(薄而软的透明薄片)(厚约0.3毫米),与表面粗糙(cū cāo)的工件接触较好。硬性可用不锈钢(不锈耐酸钢)片或陶瓷片。保护膜的厚度为二分之一波长的整数倍,声波穿透率最大。厚度为四分之一波长的奇数倍时,穿透率最小。晶片与保护膜粘合后,探头的谐振频率将降低(reduce)。保护膜与晶片粘合时,粘合层应尽可能(maybe)的薄,不得渗入空气(Basin air)。粘合剂的配方为 618环氧树脂(Resin):二乙烯三胺:邻苯二甲酸二丁酯=100:8:10 粘合后加一定的压力,放置24小时,再在60℃~80℃温度下烘干4小时。 
 
(3)阻尼块 阻尼块又名吸收块,其作用为降低降低晶片的机械(machinery)品质系数,吸收声能量。如果没有阻尼块,电振荡(oscillation)脉冲停止(stop)时,压电晶片因惯性作用,仍继续振动,加长了超声波的脉冲宽度,使盲区增大,分辨力差。吸收块的声阻抗等于晶片的声阻抗时,效果(xiàoguǒ)最佳,常用的吸收快配方如下 钨粉:环氧(Oxygen)树脂(Resin):二乙烯三胺(硬化剂):邻苯二甲酸(化学式HCOOH)二丁酯(增塑剂)=35克:10克:0.5克:1克 为使晶片和阻尼块粘合良好,在灌浇前先用丙酮(tóng)清洗晶片和晶片座表面(appearance),并加热至60℃~80℃再行灌浇。环氧树脂和钨粉应充分混合均匀(jūn yún)。灌浇后把探头倾斜,使阻尼块上表面倾斜20°左右,这样可消除声波在吸收块上的发射,使荧光屏上杂波减少。
 
超声波探伤仪探头(Probe)的分类 
 
1、直探头
 
直探头(Probe)也称平探头,可发射及接受纵波。
 
2、斜探头
    
超声(Ultrasonic)波探伤仪斜探头(Probe)可发射及接收横波。 斜探头主要由压电晶片、阻尼块和斜楔块组成。晶片产生纵波,经斜楔倾斜入射到被测工件中,转换为横波。斜楔为有机玻璃材质,被测工件为钢,斜探头的角度(即入射角)在28°~61°之间时,在钢中可产生横波。斜楔的形状(shape)应使声波在斜楔中传播时不得返回晶片,以免出现杂波。直探头在液体(liquid)中倾斜入射工件时,也能产生横波。
 
3、双晶探头 
    
超声(Ultrasonic)波(是一种频率高于20000赫兹的声波)探伤仪双双晶探头,又称组合探头,两块压电晶片装在一个探头架内,一个晶片发射,另一个接收。双探头发射及接收纵波,晶片下的延迟块使声波延迟一段时间(time)后射入工件(Workpiece),这样可探测近表面的缺陷(defect)并可提高分辨力。两块晶片有一倾角(一般约3°~18°),两晶片声场重合部分(阴影部分),是探伤灵敏度(Sensitivity)较高的部位。
 
4、水浸探头
    
可在水中探伤,其结构与直探头相似,只是探头较长,以便浸在水中,保护膜(Protective film)也可去掉。着色渗透探伤剂是指零件在渗透检验前的表面清理,包括清理铁屑,铁锈,毛刺,氧化皮,积炭层,熔渣大牛股表面污染。 射线胶片是为X射线照相而设计的照相胶片。大致分为直接摄影用(增感屏型和无增感屏型)和间接摄影用胶片两类。 
 
5、聚焦探头 
    
可将超声(Ultrasonic)波聚集成一细束(线状或点状),在焦点(比喻事情的关键所在)处声能集中,可提高探伤灵敏度及分辨力。聚焦探头多用于液浸法自动化探伤。探头发射纵波,但在液体中倾斜入射到工件时,由于入射角的不同,在工件中可产生横波、表面波或兰姆波,根据需要而定。超声聚焦有二种方法:一种是将压电晶片做成凹面,发射的声波直接聚焦。
 
6、可变角探头
    
可变角探头(Probe)可连续改变入射角,以产生纵波,横波,表面波和兰姆波。压电晶片固定在半圆楔块上,半圆楔快又置于大楔块的圆洞内,空隙处注有油,以作导声耦合剂。半圆楔块转动时,入射角即改变。
 
7、表面探头波探头
    
超声波探伤仪(detector)斜探头可发射及接收横波。 斜探头主要由压电晶片、阻尼块和斜楔块组成。晶片产生纵波,经斜楔倾斜入射到被测工件中,转换为横波。斜楔为有机玻璃材质,被测工件为钢,斜探头的角度(即入射角)在28°~61°之间时,在钢中可产生横波。斜楔的形状应使声波在斜楔中传播(spread)时不得返回晶片,以免出现杂波。直探头在液体(liquid)中倾斜入射工件时,也能产生横波。 
 
8、兰姆波探头(Probe) 
    
可发射和接收兰姆波,也是斜探头的一个特例。磁粉标准试片一种硬磁性的单畴颗粒。它与粘合剂、溶剂等制成磁浆,涂布在塑料或金属片基(支持体)的表面,就可制成磁带、磁盘、磁性卡片等磁记录材料。磁粉是磁性涂料的核心组成,是决定磁记录介质磁特性的主要因素。磁粉对磁记录材料的性质影响极大。当入射角达到一定角度(angle)时,在工件中产生兰姆波,直探头在液体中倾斜入射工件时,也能产生兰姆波。


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