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构与类型
二、透声楔斜探头都习惯于用有机玻璃作斜楔,以形成一个所需的声波入射角,并达到波型转换的目的。一发一收型
分割式双直探头和双斜探头也都以有机玻璃作为透声楔,这是因为有机玻璃声学性能良好、易加工成形,但它的声速随温度的变化有所改变又易磨损,所以对探头的角度应经常测试和修正。水浸聚焦探头常以环氧树脂等材料作为声透镜材料。三、晶片的厚度
压电晶片的振动频率f即探头的工作频率,它主要取决于晶片的厚度T和超声波在晶片材料中的声速。晶片的共振频率(即基频)是其厚度的函数。可以证明,晶片厚度T为其传播波长一半时即产生共振,此时,在晶片厚度方向的两个面得到最大振幅,晶片中心为共振的驻点。
三、晶片的厚度通常把晶片材料的频率f和厚度T的乘积称为频率常数Nt,若Tλ2,则
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NtfTC2式中:C为晶片材料中的纵波声速。常用晶片材料如PZT的Nt1800~2000ms,石英晶片的Nt=285Oms,钛酸钡晶片的Nt=2520ms,钛酸铅晶片的Nt2120ms。由式(265)可知,频率越高,晶片越薄,制作越困难,且Nt小的晶片材料不宜用于制作高频探头。
324特殊探头一、水浸聚焦探头二、可变角探头三、充水探头四、双晶探头五、表面波探头
33超声检测技术331串列技术
用超声波检查板厚100mm以上的焊缝中垂直表面的裂纹,最有效的方法是采用串列法。332聚焦探头技术一、平面声波聚焦和发散的条件
平面声波聚焦和发散的原因是声波在介质分界面的折射;介质分界面二边的声速决定了平面声波是聚焦还是发散;聚焦的条件
声波进入凹面:入射介质内声速C1<折射介质内声速C2声波进入凸面:入射介质内声速C1>折射介质内声速C2发散的条件声波进入凹面:入射介质内声速C1>折射介质内声速C2声波进入凸面:入射介质内声速C1<折射介质内声速C2二、声透镜
三、聚焦探头:直探头声透镜(楔块声透镜或压电体声透镜)333双晶探头技术一、双晶探头的种类
双晶纵波探头双晶横波探头(纵波全反射)
二、应用:板材探伤分层缺陷发现焊缝近表面气孔
三、优点:灵敏度高杂波少、盲区小近场区长度小
334表面波探头技术一、表面波的产生入射角大于第二临界角时产生表面波。二、表面波传播特征
(1)只在厚度远大于波长的光滑表面传播;(2)传播体表面质点运动状态具有纵波和横波的综合特性,运动轨迹为椭圆;(3)表面波振幅随深度的衰减很快,离表面一个波长以上的地方很微弱;r
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