超聲波探頭回波頻率測試方法

　　0　引言

　　超聲波探傷儀主要用于檢驗鍛件、鑄件、厚鋼板、薄板、線(xiàn)材、管材、焊縫、條棒等金屬材料的內部缺陷和有關(guān)金屬材料件的厚度測定。超聲波探頭一般由壓電晶片、外殼、電纜線(xiàn)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換器，是相當于超聲波探傷儀的感覺(jué)器官的重要部分。超聲波探傷中，超聲波的產(chǎn)生和接收過(guò)程是一種能量轉換過(guò)程，這種轉換是通過(guò)探頭來(lái)實(shí)現的，探頭的作用就是將電能轉換為超聲能(產(chǎn)生超聲波)和將超聲能轉換為電能(接收超聲波)。

　　為確保超聲探傷的檢驗質(zhì)量，避免由于超聲波探頭回波頻率的失準引起超聲波探傷靈敏度指標下降， 降低錯漏檢所帶來(lái)的巨大經(jīng)濟損失，開(kāi)展超聲波探頭回波頻率測試方法研究有重要意義。

　　1　測試內容

　　超聲波探頭性能測試主要依據是HB/Z59-1997《超聲波檢驗》、JB/T10062-1999《超聲波探頭性能測試方法》和 ASTM E1065-99 《關(guān)于評估超聲波檢查裝置(探頭)特性參數的標準導則》等標準。標準要求超聲波探頭外觀(guān)不應有過(guò)度磨損和接頭損壞等影響探頭使用性能的現象;頻率范圍在 1 MHz~20 MHz 內的超聲波探頭，其回波頻率與標稱(chēng)值的誤差應在 ±10% 以?xún)?。測試裝置由泛美 5900PR 脈沖發(fā)生接收器、泰克 THS730A 數字示波器、超聲波探傷標準試塊、對比試塊和頻率自動(dòng)分析軟件等組成，測試系統方框圖見(jiàn)圖1。

　　2　測試環(huán)境及條件

　　溫度：(20±10)℃;相對濕度：45%~75%;

　　大氣壓強：(86~106)kPa;

　　工作電壓： AC(220

　　±10)V;(50±2)Hz。

　　測試場(chǎng)所周?chē)鷳獰o(wú)高頻、電磁場(chǎng)干擾和機械振動(dòng)的影響。探頭線(xiàn)采用與被測探頭相配套的探頭線(xiàn)。耦合劑采用甘油、水玻璃、水、變壓器油或機油等。

　　3　測試項目和方法

　　按圖1所示連接測試系統。

　　根據探頭的類(lèi)型和頻率標稱(chēng)值，設置 5900PR的操作參數。模式設置通常情況下選擇 P/E 模式;對于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探頭頻率標稱(chēng)值的2 倍，脈沖重復頻率通常選取20 kHz。