超声波斜探头检出缺陷与准确定位缺陷的分析

超声波斜探头检出缺陷与准确定位缺陷的分析

超声波探头主要分为直探头和斜探头，斜探头又分为单晶斜探头和双晶斜探头，目前常用的斜探头角度有30度、45度、60度以及75度。

大家都知道，每次在检测前都要测试斜探头的组合性能，主要包括前沿长度、入射角度以及入射点。但有些斜探头上面的有机玻璃磨损很严重，会使得入射点以及入射角度都发生了变化，这将严重影响缺陷的定位。

一、测定前沿长度、入射角度的方法

对于双晶斜探头，不仅要校正水平线性(这点在本文中不再讲述），还要测量探头的前沿长度以及入射角。

1.前沿长度的测量

先设置仪器参数，声速为3230m/s（横波速度），扫描范围设为150mm，将单双探头开关调到on状态，利用CSK-ⅠA试块，将探头放在R50mm，R100mm阶梯型弧面时，屏幕上会出现两个回波，第一个回波是R50mm弧面的，第二个是R100mm弧面的。如果以R50mm回波为例，我们需要反复调节探头直到找到最高波，然后量出探头前沿到试块边缘的距离记为Ra，则探头的前沿长度为L0=R50-Ra。

2.K值的测量

同样利用CSK-ⅠA试块，将探头移动到φ50mm孔处，移动探头直到找到最高回波，然后测量探头前端到试块边缘的距离记为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、如何准确快速标记出缺陷位置

我们在用斜探头检测锻件上的缺陷时，也许有这样的困惑：当用斜探头确定了工件中缺陷的位置后，可是处理缺陷时，是应该沿着水平面垂直挖下去呢？还是以一定角度挖下去？

首先我们要明白斜探头的入射原理，以45度双晶斜探头为例，超声波是与水平面呈45度的夹角入射到工件里面的。

当探头在工件上面滑动时，如果工件里面没有缺陷，示波屏上只有始波，而超声波在工件中是以W型向前传播的。

当有缺陷出现时，我们就需要对缺陷进行标记，以便后续进行处理。当入射角度是45度，前沿长度是16mm时，通过计算可以得到缺陷定位声程是23mm（意思是前后移动探头，当缺陷波的声程达到23mm时就标记缺陷，此时探头前沿的正下方就是缺陷的位置）。

计算公式为：S=L/cosθ。

式中：S代表声程，屏幕上直接就可以显示出来。L代表前沿长度，θ代表探头入射角度。

通过这个公式计算出声程后，只要把探头前沿移至对应的声程处，缺陷必然就在探头前沿的正下方。

所以我们要想知道缺陷位于探头的什么位置，就必须准确测量探头的前沿长度以及入射角度，知道了这个方法，就不会盲目地标记缺陷了。

三、同时还有一种经验方法，仅供大家参考，可以避免复杂的计算：

1.校正好仪器的水平线性、垂直线性。

2.找一个工件的直角边缘，将探头前端的边缘与工件边缘对齐，一定要保证探头的耦合效果，此时示波屏上就会出现一个除始波之外的波，然后查看示波屏上面的声程，此时的声程就是缺陷定位声程。

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