超声波探头

       超声波探头的类型众多，使用对象也是很广泛的，我们在不同的超声波应用上应该选择合适的探头，根据超声波探头的功能类型，可选择接触式探头、延迟块式探头、角度声束探头、或水浸式探头等类型。被测物体材料的不同，其外部和内部结构的表象也不同，诸如材料表面粗糙度、材料的温度、可达性、材料内缺陷的位置、被检测物体声波传输的速度等等，都会影响用户对探头类型的选择。

       另外各种超声波探头的尺寸（激活探头晶片的直径）也很不一样，探头的尺寸不仅适用于被测物体材料的外型，例如平面探头适用于表面平整的材料厚度测量或者是探伤，小曲径探头对于圆曲率较大的管道测量较为准确；晶片通常被置于比它稍大一点的外壳中，所以一般来说超声波探头越大，其功率越大，对于测量较厚的物体很有优势，而超声波探头越小，对于准确的测量与探伤定位很好用。超声波频率的选择，对较厚的工件、粗晶材料或探测表面粗糙的工件，我们可以选择较低频率，频率低，波长长，适应性好；对较薄工件、细晶粒材料或对小缺陷检出要求高的工件，我们可以选择较高频率，高频率的探头，发射的超声波波长短，穿透性更强。当有裂纹这类面状缺陷时，超声波有显著的反射指向性，如果超声波不是近似于垂直人射，在探头方向上就不会产生足够大的回波用于接收，而且对于探头的频率越高，这种现象越显著，所以应避免使用不必要的高频。一般来说，频率上限由衰减和草状回波信噪比决定，下限由检出灵敏度、脉冲宽度和指向性决定。
 

超声波探头测量曲面

       超声波带宽是处于特定波幅范围内的频率响应的部分。在这种情况下，应注意典型的NDT探头不会生成单一频率的声波，而只能在以额定的频率值为中心的频率范围内生成声波。工业标准将这个带宽确定在–6 dB（或半波幅）的位置处。超声波波形持续是指每次探头被脉冲触发后生成的波动周期的数量，一般来说窄带宽探头要比宽带宽探头生成的波动周期数量多。超声波探头的晶片直径、基底材料（有兴趣的可以搜索可以在本站超声波探伤所用探头的晶片材料要求，了解超声波的晶片材料知识）、电子调谐、探头激励的方式都会影响波形持续。超声波灵敏度指激励脉冲波幅与从指定目标反射的回波波幅之间的关系，对于测量要求或者探伤准确迅速的环境，我们可以选择超声波灵敏度高的探头。
 

超声波探头工作波

 

       关于超声波探头的声场被分为两个区域：近场和远场。就文字上很难理解，但是我们可以将超声波探头发射的超声波想象为射向远处的水柱，水柱到达一定距离后会向两端慢慢的发散，而且近场的水柱能量要比远场的水柱能量要高，超声波波束的边缘地带的能量也较为低，所以超声波探头的能量和超声波探测厚度或者距离上有一定关系。

 

       到此，我们讲述了超声波探头的类型、尺寸、频率的选择、带宽、波形持续性以及灵敏度，了解这些知识有助于我们更好的使用超声波的各类仪器。