超聲波探傷儀探頭的工作原理、性能及結(jié)構(gòu)
超聲波的發(fā)射和接收是通過(guò)探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下面我們主要介紹超聲波探傷儀探頭的工作原理、主要性能及其結(jié)構(gòu)。
1. 壓電效應(yīng)
某些晶體材料在交變拉壓應(yīng)作用下，產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)。反之當(dāng)晶體材料在交變電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。
超聲波探頭中的壓電晶片具有壓電效應(yīng)，當(dāng)高頻電脈沖激勵(lì)壓電晶片時(shí)，發(fā)生逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為聲能(機(jī)械能)，探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)探頭接收超聲波時(shí)，發(fā)生正壓電效應(yīng)，將聲能轉(zhuǎn)換為電能。不難看出超聲波探頭在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換，因此常把超聲波探傷儀探頭叫做換能器。
2. 超聲波探傷儀的探頭的種類和結(jié)構(gòu)
直探頭用于發(fā)射和接收縱波，主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷，如板材、鍛件探傷等。
斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表層波斜探頭，常用的是橫波斜探頭。橫波斜探頭主要用于探測(cè)與探測(cè)面垂直或成一定角度的缺陷，如焊縫、汽輪機(jī)葉輪等。
當(dāng)斜探頭的入射角大于或等于**臨界角時(shí)，在工件中產(chǎn)生表層波，表層波探頭用于探測(cè)表層或近表層缺陷。
雙晶探頭有兩塊壓電晶片，一塊用于發(fā)射超聲波，另一塊用于接收超聲波。根據(jù)入射角不同，分為雙晶縱波探頭和雙晶橫波探頭。
雙晶探頭具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）靈敏度高；（2）雜波少盲區(qū)小；（3）工件中近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度小；（4）探測(cè)范圍可調(diào)。
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