超聲波探傷中怎么選擇超聲波探傷儀探頭?
超聲檢測中，超聲波的發射和接收都是通過探頭來實現的。探頭的種類很多，結構型式也不一樣。檢測前應根據被檢對象的形狀、聲學特點和技術要求來選擇探頭。探頭的選擇包括探頭的型式、頻率、帶寬、晶片尺寸和橫波斜探頭K值的選擇等。
1.探頭型式的選擇
常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭、縱波斜探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等。一般根據工件的形狀和可能出現缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直
縱波直探頭波束軸線垂直于檢測面，主要用于檢測與檢測面平行或近似平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。
橫波斜探頭是通過波型轉換來實現橫波檢測的。橫波波長短，檢測靈敏度高,主要用于檢測與檢測面垂直或成一定角度的缺陷，如焊縫中的未焊透、夾渣、裂紋、未熔合等缺陷。
縱波斜探頭主要是利用小角度的縱波進行檢測，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斜人射縱波檢測。此時工件中既有縱波也有橫波，使用時需注意橫波千擾，可利用縱波和橫波的速度不同加以識別。
雙晶探頭用于檢測薄壁工件或近表面缺陷。
水浸聚焦探頭可用于檢測管材或板材;接觸聚焦探頭可有效提高信噪比,但檢測范圍較小，可用于已發現缺陷的精確定量等目的。
2．探頭頻率的選擇
超聲波檢測頻率一般在0.5～10 MHz之間，選擇范圍大。在選擇頻率時應明確以下幾點:
(1）由于波的繞射，使超聲波檢測靈敏度約為會，因此提高頻率，有利于發現更小的缺陷。
(2）頻率越高，脈沖寬度越小，分辨力也就越高，有利于區分相鄰缺陷且缺陷定位精度高。
(3）由θ0=arcsin 1.22λ/D可知，頻率高，波長越短,半擴散角就越小，聲束指向性也就越好，能量集中，發現小缺陷的能力也就越強，但是相對的檢測區域也就越小,僅能發現聲束軸線附近的缺陷。
(4）由N=D2/4λ可知,頻率高,近場區長度越大,對檢測不利。
(5）由a3=c2Fd3f4可知，頻率越高，衰減越大。對于金屬材料，若頻率過高或晶粒粗大時，衰減很顯著，此時由于晶界的散射還會出現草狀回波，信噪比下降，從而導致缺陷檢出困難。
(6）對于面積狀缺陷，如果頻率太高則會形成顯著的反射指向性，如果超聲波不是近于垂直入射到面狀缺陷表面上，在檢測方向可能不會產生足夠大的回波，檢出率將會降低。
由以上分析可知，頻率的高低對檢測有較大的影響。實際檢測中要全面分析考慮各方面的因素,合理選擇頻率以取得最佳平衡。
一般而言，頻率的選擇可這樣考慮:對于小缺陷、厚度不大的工件，宜選擇較高頻率;對于大厚度工件、高衰減材料，應選擇較低頻率。如對于晶粒較細的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，常用2.5~10.0 MHz。對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率,常用0.5～2.5 MHz。
3、探頭帶寬的選擇
探頭發射的超聲脈沖頻率都不是單一的，而是有一定帶寬的。寬帶探頭對應的脈沖寬度較小,深度分辨力好，盲區小,但由于探頭使用的阻尼較大，通常靈敏度較低;窄帶探頭則脈沖較寬,深度分辨力變差，盲區大,但靈敏度較高,穿透能力強。
研究表明，寬帶探頭由于脈沖短,在材料內部散射噪聲較高的情況下，具有比窄帶探頭信噪比好的優點。如對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用寬帶探頭。
4.探頭晶片尺寸的選擇
探頭晶片面積一般不大于500 mm2，圓晶片直徑一般不大于φ25 mm，晶片大小對檢測也有一定的影響,選擇晶片尺寸時要考慮以下因素。
(1）由θ0=arcsin 1.22λ/D,可知,晶片尺寸越大,半擴散角將越小,波束指向性將越好，超聲波能量就會越集中,這對聲束軸線附近的缺陷檢出十分有利。
(2）由N=D24λ可知，隨著晶片尺寸的增大，近場區長度也將迅速增大，這對檢測不利。
(3）晶片尺寸越大,輻射的超聲波能量也就越大，探頭未擴散區掃奮范圍也將變大，而遠距離掃查范圍相對就會變小,發現遠距離缺陷的能力就會增強。
以上分析說明晶片大小對聲束指向性，近場區長度、沂陽就掃態節圍和遠距離缺陷檢出能力有較大影響。實際檢測中，檢測面積范圍大的工件時，為了有效的發現遠距離的缺陷宜選用大晶片探頭。檢測厚度大的工件時，為了有效地發現遠距離的缺陷宜選用大晶片探頭。檢測小型工件時,為了提高缺陷定位、定量精度宜選用小晶片探頭。檢測表面不太平整或曲率較大的工件時,為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。
5．橫波斜探頭K值的選擇
在橫波檢測中，探頭的K值對缺陷檢出率、檢測靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程（入射點至底面反射點的距離）有較大的影響。由K=tanβs可知，K越值大，βs也越大,一次波的聲程也就越大。
因此在實際檢測中，當工件厚度較小時，應選用較大的K值，以便增加一次波的聲程,避免近場區檢測。當工件厚度較大時，應選用較小的K值，以減少聲程過大引起的衰減，便于發現深度較大處的缺陷。
在焊縫檢測中，K值的選擇既要考慮到可能產生的缺陷與檢測面形成的角度，還要保證主聲束能掃查整個焊縫截面。為了檢測單面焊根部是否焊透，還應考慮端角反射問題，使K=0.7～1.5，因為K<0.7或K>1.5，端角反射率很低，容易引起漏檢。
