超聲波探頭的種類及如何選擇

超聲波探傷檢測技術是目前無損檢測技術中發展最快、應用最廣泛的方法之一，在無損檢測技術中占有非常重要的地位。在檢測過程中，除了超聲探傷儀器，發射和接收超聲波的探頭也起著非常重要的作用，所以，探頭性能的好壞以及探傷過程中對探頭的選取是否得當，將直接影響到探傷結果的準確性和可靠性。

超聲探頭的分類、作用和選用原則

超聲波探傷中由于被探工件的形狀、材質、探傷目的、探傷條件不同，因而需使用不同形式的探頭。超聲波探頭按不同的歸納方式可以進行不同的分類，一般有以下幾種。

(1)按被探工件中產生的波型，可分為縱波探頭、橫波探頭、板波(蘭姆波)探頭、爬波探頭和表面波探頭。

(2)按按入射聲束方向，可分為直探頭和斜探頭。

(3)按照探頭與被探工件表面的耦合方式，可分為接觸式探頭和液浸式探頭。

(4)按照探頭中壓電晶片的材料，可分為普通壓電晶片探頭和復合壓電晶片探頭。

(5)按照探頭中壓電晶片的數目，可分為單晶探頭、雙晶探頭和多晶探頭。

(6)按照超聲波聲束的聚焦否可，分為聚焦探頭和非聚焦探頭。

(7)按超聲波頻譜，可分為寬頻帶和窄頻帶探頭。

(8)按匹配檢測工件的曲率，可分為平面探頭和曲面探頭。

(9)特殊探頭。除一般探頭外，還有一些在特殊條件下和用于特殊目的的探頭。

常見典型探頭的作用

縱波探頭通常稱為直探頭，主要用于檢測與檢測面平行的缺陷，如板材、鑄、鍛件檢測等。

橫波斜探頭是利用橫波檢測，是入射角在第一臨界角與第二臨界角之間且折射波為純橫波的探頭，主要用于檢測與檢測面垂直或成一定角度的缺陷，廣泛用于焊縫、管材、鍛件的檢測。

縱波斜探頭是入射角小于第一臨界角的探頭。目的是利用小角度的縱波進行缺陷檢驗，或在橫波衰減過大的情況下，利用縱波穿透能力強的特點進行縱波斜入射檢驗，使用時需注意試件中同時存在橫波的干擾。

爬波探頭由于一次爬波的角度在75o～83o之間，幾乎垂直于被檢工件的厚度方向，與工件中垂直方向的裂紋接近成90o，因此，對于垂直性裂紋有較好的檢測靈敏度，且對工件表面的粗糙度要求不高，適用于表面、近表面的裂紋檢測。

表面波（瑞利波）探頭入射角需在產生瑞利波的臨界角附近，通常比第二臨界角略大。由于表面波的能量集中于表面下2個波長之內，檢查表面裂紋靈敏度極高，主要對表面或近表面缺陷進行檢驗。

雙晶探頭。雙晶探頭有兩塊壓電晶片，一塊用于發射超聲波，另一塊用于接收超聲波，根據入射角αL的不同，分為縱波雙晶直探頭和橫波雙晶斜探頭。雙晶探頭具有以下優點：靈敏度高、雜波少盲區小、工件中近場區長度小、檢測范圍可調，雙晶探頭主要用于檢測近表面缺陷。

超聲波探頭對于超聲檢測來說，就像是它的眼睛，探頭對探傷結果影響非常大，俗話說工欲善其事必先利其器，在實際探傷過程中應根據工件情況、探傷條件、缺陷情況以及執行的標準認真選用，使超聲波探傷盡量做到準確、可靠、高效。