超聲波探頭回波頻率測(cè)試方法

　　0　引言

　　超聲波探傷儀主要用于檢驗(yàn)鍛件、鑄件、厚鋼板、薄板、線材、管材、焊縫、條棒等金屬材料的內(nèi)部缺陷和有關(guān)金屬材料件的厚度測(cè)定。超聲波探頭一般由壓電晶片、外殼、電纜線和接頭等部分組成。探頭作為超聲波振動(dòng)和電振蕩之間的電聲轉(zhuǎn)換器，是相當(dāng)于超聲波探傷儀的感覺器官的重要部分。超聲波探傷中，超聲波的產(chǎn)生和接收過程是一種能量轉(zhuǎn)換過程，這種轉(zhuǎn)換是通過探頭來實(shí)現(xiàn)的，探頭的作用就是將電能轉(zhuǎn)換為超聲能(產(chǎn)生超聲波)和將超聲能轉(zhuǎn)換為電能(接收超聲波)。

　　為確保超聲探傷的檢驗(yàn)質(zhì)量，避免由于超聲波探頭回波頻率的失準(zhǔn)引起超聲波探傷靈敏度指標(biāo)下降， 降低錯(cuò)漏檢所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失，開展超聲波探頭回波頻率測(cè)試方法研究有重要意義。

　　1　測(cè)試內(nèi)容

　　超聲波探頭性能測(cè)試主要依據(jù)是HB/Z59-1997《超聲波檢驗(yàn)》、JB/T10062-1999《超聲波探頭性能測(cè)試方法》和 ASTM E1065-99 《關(guān)于評(píng)估超聲波檢查裝置(探頭)特性參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)則》等標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)要求超聲波探頭外觀不應(yīng)有過度磨損和接頭損壞等影響探頭使用性能的現(xiàn)象;頻率范圍在 1 MHz~20 MHz 內(nèi)的超聲波探頭，其回波頻率與標(biāo)稱值的誤差應(yīng)在 ±10% 以內(nèi)。測(cè)試裝置由泛美 5900PR 脈沖發(fā)生接收器、泰克 THS730A 數(shù)字示波器、超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn)試塊、對(duì)比試塊和頻率自動(dòng)分析軟件等組成，測(cè)試系統(tǒng)方框圖見圖1。

　　2　測(cè)試環(huán)境及條件

　　溫度：(20±10)℃;相對(duì)濕度：45%~75%;

　　大氣壓強(qiáng)：(86~106)kPa;

　　工作電壓： AC(220

　　±10)V;(50±2)Hz。

　　測(cè)試場(chǎng)所周圍應(yīng)無高頻、電磁場(chǎng)干擾和機(jī)械振動(dòng)的影響。探頭線采用與被測(cè)探頭相配套的探頭線。耦合劑采用甘油、水玻璃、水、變壓器油或機(jī)油等。

　　3　測(cè)試項(xiàng)目和方法

　　按圖1所示連接測(cè)試系統(tǒng)。

　　根據(jù)探頭的類型和頻率標(biāo)稱值，設(shè)置 5900PR的操作參數(shù)。模式設(shè)置通常情況下選擇 P/E 模式;對(duì)于1MHz~20 MHz 的超聲波探頭，高通濾波器起始頻率通常選取1 MHz， 低通濾波器截止頻率通常選取被測(cè)探頭頻率標(biāo)稱值的2 倍，脈沖重復(fù)頻率通常選取20 kHz。