實(shí)際生產(chǎn)中的超聲波探傷儀用的超聲探頭標(biāo)稱頻率、中心頻率、峰值頻率、工作頻率、探頭的回波頻率和重復(fù)頻率之間的區(qū)別:
探頭的標(biāo)稱頻率也叫探頭頻率,是探頭生產(chǎn)廠家在探頭上標(biāo)出的頻率,該頻率與壓電晶片的材料和厚度有關(guān)。
例如銘牌上印有2.5P9x9K2.5的探頭,其標(biāo)稱頻率為2.5MHz,鋼軌路軌儀中常見的探頭頻率為2.5MHz;焊縫探傷中若為在役焊縫或鋁熱焊焊縫,頻率要求≥2.5MHz;若為新焊接觸焊和氣壓焊焊縫組織較鋁熱焊更均勻細(xì)致,頻率要求≥ 4MHz;若采用雙探頭法探測焊縫,因?yàn)殡p探頭法聲程太長,高頻衰減嚴(yán)重,會(huì)尋致靈敏度不足,一般要求≤4MHz;大型鋼軌探傷車中除0°為3.5 MHz外,其余探頭均一般為2.25 MHz。
實(shí)際上探頭發(fā)射出的超聲波并不是單一頻率,而是由各種頻率的正弦波疊加而成頻譜,頻譜的中心為探頭的中心頻率,理論上中心頻率=標(biāo)稱頻率,但由于制造精度會(huì)存在誤差,中心頻率往往分布在標(biāo)稱頻率附近,例如標(biāo)稱2.5MHz的探頭利用6dB法測量出的中心頻率可能為2.492MHz,2.488MHz,2.514MHz等等。
探頭可分為寬帶與窄帶探頭,寬帶探頭,余震小,發(fā)送窄脈沖,盲區(qū)小,但靈敏度偏低;窄帶探頭,余震大,發(fā)送寬脈沖,靈敏度高,但盲區(qū)大。探傷儀中頻帶選擇寬頻還是窄頻,以此來確定。
探頭工作時(shí)的頻率稱為工作頻率,也成發(fā)射頻率,理論上工作頻率應(yīng)該等于標(biāo)稱頻率,但是由于晶片與吸收塊和保護(hù)膜粘到一起后,頻率會(huì)有所降低,探頭工作一段時(shí)間后,性能有所改變,工作頻率也會(huì)發(fā)生改變,一般測定時(shí)用頻譜分析儀測定頻譜中峰值頻率作為探頭的最佳工作頻率,所以工作頻率=峰值頻率。
探頭的回波頻率是指儀器與探頭組合使用時(shí),超聲波從工件底面反射時(shí)的頻率,是探頭的接收頻率,該頻率存在誤差,會(huì)給探傷靈敏度的調(diào)整和缺陷定量造成偏差,一般可用示波器測試。
脈沖重復(fù)頻率,是一個(gè)儀器參數(shù)。
現(xiàn)代的超聲波檢測技術(shù)使用的是脈沖反射法,單位時(shí)間(秒)里,探傷儀器驅(qū)動(dòng)探頭發(fā)射超聲波的次數(shù),即就是脈沖重復(fù)頻率,例如儀器中重復(fù)頻率設(shè)置為400Hz即為儀器每秒驅(qū)動(dòng)探頭發(fā)射400次超聲波,儀器每個(gè)一段時(shí)間就像探頭發(fā)送一次超聲波,T為周期,重復(fù)頻率為周期的倒數(shù),而晶片振動(dòng)周期t的倒數(shù)為探頭的工作頻率。
對于早期的模擬式探傷儀器,重復(fù)頻率過低會(huì)造成顯示屏暗淡。
對于現(xiàn)代的數(shù)字式探傷儀,LCD顯示屏亮度不再依賴重復(fù)頻率,重復(fù)頻率只會(huì)影響到掃查速度,因?yàn)樘筋^在移動(dòng)的過程中,超聲波信號是間斷發(fā)射的,如果移動(dòng)的速度過快,可能會(huì)造成探頭劃過某處缺陷時(shí),反射回來的超聲波還沒達(dá)到探頭,探頭已經(jīng)遠(yuǎn)離該處,造成漏檢。
這就需要更高的重復(fù)頻率,但過高的重復(fù)頻率會(huì)導(dǎo)致發(fā)射和接收間的干擾,產(chǎn)生幻象回波(該波從屏幕左側(cè)移動(dòng)到右側(cè),俗稱“鬼波”)。
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