超声探头及超声波检测原理

探头 缺陷 零件
Ｔ Ｆ Ｂ
显示器
超声波探头
一、超声波探头功用
电信号→探头→超声波→零件－－超声波发射； 零件内超声波→探头→电信号－－超声波接收；
探头 电信号 超声波
探头功用：是一种可逆的声电转换元件。在 探伤中起发射和接收高频脉冲弹性波作用。
超声波探头
二、压电效应
例如：石英又称 SiO2 ，它是一种 单晶三角晶体。具 有 3 个 极 化 轴 （ X1， X2，X3） 和 1 个 光 轴。
探头种类表达法
探头名称 代号 直探头 Ｚ 斜探头（用Ｋ表示） Ｋ 斜探头（折射角表示） Ｘ 联合双探头（分割探头）FG SJ 水浸探头 BM 表面波探头 KB 可变角探头
超声波探头
五、探头表示方法
基本频率 晶片材料 晶片尺寸 探头种类 特征
2.5 Ｂ百度文库20 Ｚ
直探头 园晶片直径20ｍｍ 钛酸钡陶瓷 频率2.5MHz
5
P 6×6 Ｋ 3
Ｋ值为3
Ｋ表示折射角 矩形晶片6×6ｍｍ 钛酸铅陶瓷 频率5MHz
超声波探头
二、压电效应
超声波探头
二、压电效应
压电效 应机理
正压电效应
应力
逆压电效应
电场
正压电效和逆 压电效应统称 压电效应。
超声波探头
三、探头结构组成
探头组成： 压电晶片、阻尼块、 外壳、电极、保护膜 （斜锲）、调谐线圈 压电晶片：实现声电相互转换； 阻尼块：吸收声能加大阻尼； 外壳：保护固定内部原件； 电极：实现晶片和电缆连接； 保护膜、斜锲：保护晶片、波形转换； 调谐线圈：实现探头与仪器最佳匹配。
四、探头种类
斜探头特点: 适合探测探头斜下方不同角度方向的缺陷； 探测深度较小,适用直探头难以探测的部位； 检测灵敏度较高。
超声波探头
四、探头种类
双晶探头特点: 双晶片声场重叠区域灵敏度最高,一般用于定 向定位检测； 探测深度较小；检测灵敏度高较。
超声波探头
四、探头种类
可变角探头特点: 晶片产生超声波 的入射方向可以 改变。一个探头 可进行多个方向 上探测，是一种 多功能探头。
超声波探头
四、探头种类
聚焦探头特点: 具有良好的方向 性适用于探测曲 面零件与晶片垂 直方向上一定深 度的缺陷。
超声波探头
五、探头表示方法
超声波探头
五、探头表示方法
超声波探头
五、探头表示方法
基本频率 晶片材料 晶片尺寸 探头种类 特征
晶片材料表示法
压电材料 锆钛酸铅陶瓷 钛酸钡陶瓷 钛酸铅陶瓷 铌酸锂单晶 碘酸锂单晶 石英单晶 其它压电材料 代号 Ｐ Ｂ Ｔ Ｌ Ｉ Ｑ Ｎ
超声波探头
四、探头种类
直探头－单晶片,双晶片,聚焦直探头
探 头 种 类
斜探头－横波探头,表面波探头 可变角探头 其它探头－充水探头,涡流超声探头,薄 膜探头
超声波探头
四、探头种类
直探头特点: 适用于探测晶片 正下方与声束方向 垂直的缺陷； 探测深度较大,适 用范围较广； 检测灵敏度高。
超声波探头
现象与问题： 1、在超声波探伤中，超声波是从哪 里来的？又是怎样产生的？ 2、由于零件形状及缺陷位置多样性， 实际超声波探伤怎样满足这些要求呢？
超声波探头
超声波探头
教学目的：了解超声波探头发射和接受超声 波机理，掌握超声波探头种类和结构特点。
超声波探头
一、超声波探头功用
探伤用超声波是一种频率高达几百千 赫到几兆赫的高频脉冲弹性波。