壓力氣瓶水浸探傷垂直熱射探頭的選擇

壓力氣瓶水浸超聲波垂直入射探傷時，首先要選擇合適的探頭和確定水層厚度。必須根據(jù)缺陷情況、檢測要求、超聲波衰減等因素選擇合適類型、尺寸和頻率的探頭。為了避免在探頭近場區(qū)對缺陷進(jìn)行定量，必須計算確定合適的水層厚度，同時該水層厚度也要保證探頭焦柱能掃查到缺陷從而獲得最大檢測靈敏度。

探頭類型選擇

非聚焦探頭發(fā)出的超聲波在水中傳播時，聲束擴(kuò)散角比較小，然而超聲波進(jìn)入工件后，根據(jù) Snell 定律，聲束擴(kuò)散角會增大，導(dǎo)致其指向性急劇下降；而對于聚焦探頭來說，聲束在一定范圍內(nèi)不會擴(kuò)散，反而會出現(xiàn)二次聚焦現(xiàn)象。聚焦探頭具有聲能相對集中、檢測靈敏度高、對缺陷方向不敏感、信噪比高等優(yōu)點(diǎn)。因此，當(dāng)缺陷有一定取向時，聚焦探頭相對于非聚焦探頭有優(yōu)勢。

探頭尺寸指的是探頭的壓電晶片尺寸，晶片尺寸大則超聲波入射能量大，同時聲束指向性好。在檢測中為減少聲束能量的擴(kuò)散、彌補(bǔ)超聲波在工件中的衰減，可選擇較大晶片尺寸的探頭。但是對于聚焦探頭來說，隨著晶片尺寸增大，探頭焦柱長度變短，這對缺陷檢測不利。另外，晶片直徑大則近場區(qū)大，同樣不能用太大晶片尺寸的探頭。JB/T4730.3《承壓設(shè)備無損檢測 第 3 部分：超聲檢測》中規(guī)定探頭晶片尺寸范圍為：Ф14~Ф25mm。

探頭頻率選擇

目前工業(yè)超聲波探傷大多選擇的探頭頻率范圍在 0.5~10MHz，JB/T4730.3中的規(guī)定也如此。頻率決定了超聲波對缺陷的檢出能力，頻率高的探頭聲束窄且擴(kuò)散角小、能量集中、分辨力較好，有助于發(fā)現(xiàn)細(xì)小缺陷。但如果頻率過高，聲束太窄，會出現(xiàn)掃查空間過小的情況，僅能檢測出將超聲能量反射至探頭的那部分反射體或缺陷的面積，這對于大面積缺陷的檢測不利。探頭頻率還影響超聲波傳播過程中的繞射和衰減。