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时间:2011-02-10 15:57来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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探头用于水浸探测管材或板材。 ")探头频率的选择超声波检测频率在 (& %)*+ , ()*+之间,选择范围大。一般选择频率时应考虑
以下因素。()由于波的绕射,使超声波检测灵敏度约为  -",因此提高频率,有利于发现更小的缺陷。(")频率高,脉冲宽度小,分辨力高,有利于区分相邻缺陷。()由 " ( . /01234& "" 5 可知,频率高,波长短,则半扩散角小,声束指向性好,能
量集中,有利于发现缺陷并对缺陷定位。
()由 6 . 5" 可知,频率高,波长短,近扬区长度大,对检测不利。
•%87•
 
()由 "  %&’()*可知,频率增加,衰减急剧增加。
由以上分析可知,频率的高低对检测有较大的影响。频率高,灵敏度和分辨力高,指向性好,对检测有利。但频率高,近场区长度大,衰减大,又对检测不利。实际检测中要全面分析考虑各方面的因素,合理选择频率。一般在保证检测灵敏度的前提下尽可能选用较低的频率。
对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等,一般选用较高的频率,常用 %+ ,-. / + 0,-.。对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率,常用 0+ /%+,-.。如果频率过高,就会引起严重衰减,示波屏上出现林状回波,信噪比下降,甚至无法检测。
()探头晶片尺寸的选择探头圆晶片尺寸一般为 "10 / "(0,晶片大小对检测也有一定的影响,选择晶片尺寸时要考虑以下因素。
(1)由 0  "231+ %% 4 可知,晶片尺寸增加,半扩散角减少,波束指向性变好,超声
波能量集中,对检测有利。
(%)由 5  *4% 可知,晶片尺寸增加,近场区长度迅速增加,对检测不利。
(()晶片尺寸大,辐射的超声波能量大,探头未扩散区扫查范围大,远距离扫查范围相对变小,发现远距离缺陷能力增强。
以上分析说明晶片大小对声束指向性、近场区长度、近距离扫查范围和远距离缺陷检出能力有较大的影响。实际检测中,检测面积范围大的工件时,为了提高检测效率宜选用大晶片探头。检测厚度大的工件时,为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头。检测小型工件时,为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头。检测表面不太平整,曲率较大的工件时,为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。
*)横波斜探头 6值的选择
在横波检测中,探头的 6值对检测灵敏度、声束轴线的方向,一次波的声程(入射点至底面反射点的距离)有较大的影响。对于用有机玻璃斜探头检测钢制工件, %"
*07( 6 0+8*)左右时,声压往复透射率最高,即检测灵敏度最高。由 6  9:3%"可知, 6值大, %"大,一次波的声程大。因此在实际检测中,当工件厚度较小时,应选用较大的 ;值,以便增加一次波的声程,避免近场区检测。当工件厚度较大时,应选用较小的 ;值,以减少声程过大引起的衰减,便于发现深度较大处的缺陷。在焊缝检测中,还要保证主声束能扫查整个焊缝截面。对于单面焊根部未焊透,还要考虑端角反射问题,应使 60+< /1+,因为 6 =0+<或 6 >1+,端角反射率很低,容易引起漏检。
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三、耦合与补偿
"耦合剂
超声耦合是指超声波在探测面土的声强透射率。声强透射率高,超声耦合好。为了提高耦合效果,在探头与工件表面之间施加的二层透声介质称为耦合剂。耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气,使超声波能有效地传入工件,达到检测的目的。此外耦合剂还有减少摩擦的作用。一般耦合剂应满足以下要求:
()能润湿工件和探头表面,流动性、粘度和附着力适当,不难清洗。
()声阻抗高,透声性能好。
()来源广,价格便宜。
(%)对工件无腐蚀,对人体无害,不污染环境。
(&)性能稳定,不易变质,能长期保存。
超声波检测中常用耦合剂有机油、变压器油、甘油、水、水玻璃等。它们的声阻抗 ’如下:
耦合剂 机油 水 水玻璃 甘油 
’ ( )* +,•-.  •/ .   " 0  " &  " 1  " %

可见,甘油声阻抗高,耦合性能好,常用于一些重要工件的精确检测,但价格较贵,且对工件有腐蚀作用。水玻璃的声阻抗较高,常用于表面粗糙的工件检测,但清洗不太方便,且对工件有腐蚀作用。水的来源广,价格低,常用于水浸检测,但易使工件生锈。机油和变压器油粘度、流动性、附着力适当,对工件无腐蚀、价格也不贵。因此是目前应用最广的耦合剂。
此外,近年来化学浆糊也常用做耦合剂,耦合效果比较好。
"影响声耦合的主要因素
影响声耦合的主要因素有:
()耦合层厚度的影响。耦合层厚度对耦合有较大的影响。当耦合层厚度为  ( %的奇数倍时,透声效果差,耦合不好,反射回波低。当耦合层厚度为  (的整数倍或很薄时,透声效果好,反射回波高。
()表面粗糙度的影响。工件表面粗糙度对声耦合有明显的影响。对于同一耦合剂,表面粗糙度高,耦合效果差,反射回波低。声阻抗低的耦合剂,随粗糙度的变化,耦合效果降低得更快。但粗糙度也不必太低,因为粗糙度太低,耦合效果无明显增加,而且使探头因吸附力大而移动困难。
()耦合剂声阻抗的影响。耦合剂的声阻抗对耦合效果也有较大的影响。对于
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同一探测面,耦合剂声阻抗大,耦合效果好,反射回波高,例如表面粗糙度 " %%&时, ’ ()* +%,-.•& /( •0 /的甘油耦合回波比 ’)1 +%,-.•& /(,2 /的水耦合回波高 ,34 5 634。
(*)工件表面形状的影响。工件表面形状不同,耦合效果不一样,其中平面耦合效果最好,凸曲面次之,凹曲面最差。因为常用探头表面为平面,与曲面接触为点接触或线接触,声强透射率低。特别是凹曲面,探头中心不接触,因此耦合效果更差。不同曲率半径的耦合效果也不相同,曲率半径愈大,耦合效果愈好。
7)表面耦合损耗的测定和补偿
在实际检测中,当调节检测灵敏度用的试块与工件表面粗糙度、曲率半径不同时,往往由于工件耦合损耗大而使检测灵敏度降低。为了弥补耦合损耗,必须增大仪器的输出来进行补偿。
 
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本文链接地址:飞机检测与维修实用手册 2(66)