测算超声波探头频率的几种方法.pdf

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1、!"·结构件的焊接及变形控制·焊接技术第#$卷第%期&’’&年$&月文章编号：$’’&/’&)0(&’’&*’%/’’!"/’&测算超声波探头频率的几种方法肖世荣(山东电力研究院，山东济南&)’’’&*摘要：主要介绍了超声波检测中包括计算法在内的测量探头频率的!种方法。关键词：探头；频率；测算；超声波测中图分类号：+,!!!-$文献标识码：.倍近场长）时，大平底与平底孔之间满足如下公式&!$&!前言!<&’BC"（$）""&$%在对诸如奥氏体不锈钢、铸钢件等粗晶体材料焊缝进行&&’&(&!$")!超声波检测时，需采用$=$-)678的低频率探头，因为高频!<&·$’&’，(&）!""$%率探

2、头声波衰减过大，林状波太多不宜于检测，而检测螺栓式中!为大平底与平底孔波幅差，9.D!为波长，22；&等一些特殊部件时又往往要采用)=$’678的高频率探头，为纵波在钢中的声速，21E；#为近场长，22；!为频率，低于&-)678的低频率探头不易于发现丝扣处的裂纹。如果678；"为平底孔直径，22；$"为平底孔至探测面距离在检测汽轮机和发电机等电站设备和一些重要的阀门的螺栓22；$%为大平底至探测面距离，22。以)678"$!22直时，使用标称频率为)678而实际频率小于等于&-)678的探头为例，!<)-51)<$-$"22，#<$!&1(!F$-$"*

3、的漏检，这是非常危险的。笔22，##<$&)22，所以在一个厚度&$)’22的试块上已能者曾在有一小裂纹的螺检上做过类似的试验，验证了&-)满足测试的需要，一般可用"’22F$’’22F$4’22的标准678与)678频率直探头对裂纹的敏感性。那么如何知道手方形(平底孔深&’22*试块，在该试块上可将$4’22无孔面中的探头的频率大小呢？作大平底。现GA/$型圆柱试块无论哪个面均不能作为大平底使用，因为该系列试块的底面不够大，使圆柱体本身有聚集"测算方法作用。&-$在:.>&#$超声波探伤用探头性能测试方法标准中规表$为几种常见直探头的近场长度计算表。定了采用示波器对超声波仪器上的回波进行测

4、定，但是普通表!的二踪示波器因频带窄难以进行有效的测试，特别是对横波探头型号波长122近场长122#倍近场长122斜探头因反射信号较纵波探头弱得多，在普通的二踪示波器&-)3&’&-#%!&-!$&4上较难进行测试；而高频宽带示波器又价格昂贵，一般的无&-)3$!&-#%&’-"%#损检测人员难以接触到此类仪器。)3$!$-$"!$-)$&)$’34’-)5&’-"%#&-&采用带有?@(射频*功能的数字探伤仪(如汉威7A%’’$’3$’’-)5!&-!$&4型仪器*将回波用闸门标注后展开，然后读出相应的时间，用$表&为两个直探头在示波器与上述方形试块上（$)’22!<可计算出相应的频率，这

5、种方法虽不很精确，但可以""!22孔与$4’22大平底）对比测试的结果(测试仪器得到一个粗略值。7A)$’数字式探伤仪*。表"大平底与平底探头标称示波器测式(&*计算出探头型号孔波幅差频率1678频值1678的频率1678!值19.)3$!:))5&;4%<$%!-5$$’3$’:$’%-4#""-);4%-)<$&4-$%从表&中可以看出直探头计算法求得的频率与用示波器图!得出的频率值较接近但也有一定误差，因此作为粗略估算，可以用计算法代替用示波器的测试，但精确计算则不行。目前许多数字式探伤仪并不带有?@功能，所以也无法进在斜探头横波检测中，很难实现真正的“大平孔”。以行这种方法的测试。G

6、AH/IJ试块为例，其*$’’22和*)’22的两个圆弧都不是&-#用计算法测定真正的大平底，其原因是圆弧面具有聚焦作用，从而使得反在超声波的经典理论中知道，当被测工件距离&##（#射的强度增大，圆弧反射波与标准反射体的差值会增大。收稿日期：&’’&/’%/’)；修订日期：&’’&/’5/&"从传统的理论中可知，"$22F%22的短横孔与"&#$%&’()*$+,(-%-)./-%0123-045$+06776·结构件的焊接及变形控制·!"BB平底孔波幅相当，从距离波幅曲线上也可以看出，!2BB与#277BB圆弧的比较来测试斜探头的频率。但如果我BBC4BB孔的曲线规律与平底孔的曲线规律基本

7、吻合，那们将#277BB圆弧作为一个凹形圆柱体看更为合适。么!2BBC4BB孔曲线与#277BB的圆弧是否符合式式（!）为!2BBC4BB短横孔与圆柱圆弧面声压公式G2H？表1为两个不同=值的探头在;<=>!?试块上和60@A的分贝差，21BBC21BB=70D探头在28对比试板上进行的对比试验。-6.!!2%E67%)··%，G!H表!1/6·%0·-1其中%为探头的面积，%0为有效面积，即：28板理论实测