超聲波探傷儀各種探頭介紹

超聲波檢測按探頭數目分類

1.單探頭法：使用一個探頭兼作發射和接收超聲波的檢測方法。

2.雙探頭法：使用兩個探頭（一個發射，一個接收）進行檢測的方法。

3.多探頭法：使用兩個以上的探頭組合在一起進行檢測的方法，通常與多通道儀器和自動掃查裝置配合。

超聲波各種類型探頭

超聲波直探頭

直探頭也稱平探頭，可發射及接受縱波。直探頭主要由壓電晶片、阻尼塊（吸收塊）及保護膜組成。

(1)壓電晶片:壓電晶片的厚度與超聲頻率成反比。例如鋯鈦酸鉛（PZT-5）的頻率厚度常數為1890千赫/毫米，晶片厚度為1毫米時，自然頻率為1.89兆赫，厚度為0.7毫米時，自然頻率約2.5兆赫。電壓晶片的直徑與擴散角成反比。電壓晶片兩面敷有銀層，作為導電的極板，晶片底面接地線，晶片上面接導線引至電路上。

(2)保護膜:直探頭為避免晶片與工件直接接觸而磨損晶片，在晶片下粘合一層保護膜，有軟性保護和硬性保護兩種。軟性的可用塑料薄膜（厚約0.3毫米），與表面粗糙的工件接觸較好。硬性可用不銹鋼片或陶瓷片。

(3)阻尼塊:阻尼塊又名吸收塊，其作用為降低晶片的機械品質系數，吸收聲能量。如果沒有阻尼塊，電振蕩脈沖停止時，壓電晶片因慣性作用，仍繼續振動，加長了超聲波的脈沖寬度，使盲區增大，分辨力差。吸收塊的聲阻抗等于晶片的聲阻抗時，效果好。

超聲波斜探頭

超聲波探傷儀斜探頭可發射及接收橫波。斜探頭主要由壓電晶片、阻尼塊和斜楔塊組成。晶片產生縱波，經斜楔傾斜入射到被測工件中，轉換為橫波。斜楔為有機玻璃，被測工件為鋼，斜探頭的角度（即入射角）在28°~61°之間時，在鋼中可產生橫波。斜楔的形狀應使聲波在斜楔中傳播時不得返回晶片，以免出現雜波。直探頭在液體中傾斜入射工件時，也能產生橫波。

超聲波雙探頭

超聲波探傷儀雙探頭又稱組合探頭，兩塊壓電晶片裝在一個探頭架內，一個晶片發射，另一個接收。雙探頭發射及接收縱波，晶片下的延遲塊使聲波延遲一段時間后射入工件，這樣可探測近表面的缺陷并可提高分辨力。兩塊晶片有一傾角（一般約3°~18°），兩晶片聲場重合部分（陰影部分），是探傷靈敏度較高的部位。

超聲波水浸探頭

可在水中探傷使用，其結構與直探頭相似，只是探頭較長，以便浸在水中，保護膜也可去掉。

超聲波聚焦探頭

可將超聲波聚集成一細束（線狀或點狀），在焦點處聲能集中，可提高探傷靈敏度及分辨力。聚焦探頭多用于液浸法自動化探傷。探頭發射縱波，但在液體中傾斜入射到工件時，由于入射角的不同，在工件中可產生橫波、表面波或蘭姆波，根據需要而定。超聲聚焦有二種方法：一種是將壓電晶片做成凹面，發射的聲波直接聚焦，另一種是用聲透鏡的方法將聲波聚焦。前者因燒結成型較困難且曲率半徑不易保證，目前多用后者。