超聲波斜探頭檢出缺陷與準確定位缺陷的分析

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超聲波斜探頭檢出缺陷與準確定位缺陷的分析

超聲波探頭主要分為直探頭和斜探頭，斜探頭又分為單晶斜探頭和雙晶斜探頭，目前常用的斜探頭角度有30度、45度、60度以及75度。

大家都知道，每次在檢測前都要測試斜探頭的組合性能，主要包括前沿長度、入射角度以及入射點。但有些斜探頭上面的有機玻璃磨損很嚴重，會使得入射點以及入射角度都發生了變化，這將嚴重影響缺陷的定位。

一、測定前沿長度、入射角度的方法

對于雙晶斜探頭，不僅要校正水平線性(這點在本文中不再講述），還要測量探頭的前沿長度以及入射角。

1.前沿長度的測量

先設置儀器參數，聲速為3230m/s（橫波速度），掃描范圍設為150mm，將單雙探頭開關調到on狀態，利用CSK-ⅠA試塊，將探頭放在R50mm，R100mm階梯型弧面時，屏幕上會出現兩個回波，第一個回波是R50mm弧面的，第二個是R100mm弧面的。如果以R50mm回波為例，我們需要反復調節探頭直到找到最高波，然后量出探頭前沿到試塊邊緣的距離記為Ra，則探頭的前沿長度為L0=R50-Ra。

2.K值的測量

同樣利用CSK-ⅠA試塊，將探頭移動到φ50mm孔處，移動探頭直到找到最高回波，然后測量探頭前端到試塊邊緣的距離記為L，那么K=(L+L0-35)/30。

知道K值后很容易就可以推算出入射角度。

二、如何準確快速標記出缺陷位置

我們在用斜探頭檢測鍛件上的缺陷時，也許有這樣的困惑：當用斜探頭確定了工件中缺陷的位置后，可是處理缺陷時，是應該沿著水平面垂直挖下去呢？還是以一定角度挖下去？

首先我們要明白斜探頭的入射原理，以45度雙晶斜探頭為例，超聲波是與水平面呈45度的夾角入射到工件里面的。

當探頭在工件上面滑動時，如果工件里面沒有缺陷，示波屏上只有始波，而超聲波在工件中是以W型向前傳播的。

當有缺陷出現時，我們就需要對缺陷進行標記，以便后續進行處理。當入射角度是45度，前沿長度是16mm時，通過計算可以得到缺陷定位聲程是23mm（意思是前后移動探頭，當缺陷波的聲程達到23mm時就標記缺陷，此時探頭前沿的正下方就是缺陷的位置）。

計算公式為：S=L/cosθ。

式中：S代表聲程，屏幕上直接就可以顯示出來。L代表前沿長度，θ代表探頭入射角度。

通過這個公式計算出聲程后，只要把探頭前沿移至對應的聲程處，缺陷必然就在探頭前沿的正下方。

所以我們要想知道缺陷位于探頭的什么位置，就必須準確測量探頭的前沿長度以及入射角度，知道了這個方法，就不會盲目地標記缺陷了。

三、同時還有一種經驗方法，僅供大家參考，可以避免復雜的計算：

1.校正好儀器的水平線性、垂直線性。

2.找一個工件的直角邊緣，將探頭前端的邊緣與工件邊緣對齊，一定要保證探頭的耦合效果，此時示波屏上就會出現一個除始波之外的波，然后查看示波屏上面的聲程，此時的聲程就是缺陷定位聲程。

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