窄脉冲超声波探头介绍及应用

发布时间:2014-08-15

奥氏体焊缝超声波探伤过程中,由于柱状粗晶组织对超声波散射形成了较高的噪声,如图1所示,影响了对缺陷信号的判定,特别是使小尺寸弧坑裂纹信号的信噪比降低,与普通斜探头相比,研制的窄脉冲斜探头在奥氏体钢焊缝等粗晶材料超声波探伤忠降噪效果明显,有效地提高了探伤的信噪比。

 图1

    窄脉冲探头降低噪声原理,由结构噪声散射理论可知,通过限制粗大晶粒与超声波束的相互作用机率可提高信噪比。如聚焦探头是通过限制每一深度范围内超声波束直径,使晶界散射波强度降低,提高信噪比。基于上述散射理论,采用窄的发射脉冲以及纵波斜入射亦可有效抑制晶界散射波,提高探伤信噪比,据此制作的窄脉冲探头可在一定程度上解决奥氏体钢焊缝粗大晶粒引起噪声的难题。如图2所示。

图2

 

    窄脉冲探头和常规斜探头在9%Ni奥氏体钢焊缝超声波探伤仪的效果图。图3a为常规斜探头探测30mm奥氏体钢焊缝中Φ3mm*40mm横孔时的效果图,噪声明显;图b为脉冲宽度为0.5μs窄脉冲探头测出Φ3mm*40mm横孔时的效果图,噪声基本没有。可见窄脉冲探头的降噪效果明显优于常规斜探头。同样检测条件下,窄脉冲探头的衰减更小。

 

图3

     窄脉冲探头是解决奥氏体焊缝探伤的有效办法。但为获得窄脉冲,晶片与背衬匹配,增加了晶片机械振动的阻尼,使探头灵敏度降低,电路匹配加入电阻,也使探头灵敏度降低。可见,缩短脉冲宽度与提高探头灵敏度是相互矛盾的,为使探头更好地解决探伤问题,今后应进一步找到二者的佳结合范围这个就需要有相应的技术来做为支撑。才能有效的将探头和机器结合起来应用。才能更好的解决奥氏体焊缝探伤的难题。

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