超声波探头各类特性及其测试方法

超声波探伤仪和探头的性能测试方法

超声波探伤仪仪器和探头的性能包括仪器的性能、探头的性能以及仪器与探头的综合性能。仪器的性能仅与仪器有关，如仪器的垂直线性、水平线性和动态范围等。探头的性能仅与探头有关，如探头入射点、K值、双峰、主声束偏离等。仪器与探头的综合性能不仅与仪器有关，而且与探头有关，如分辨力、盲区、灵敏度余量等。

一. 仪器的性能及其测试

1. 垂直线性

仪器的垂直线性是指仪器屏幕上的波高与探头接收的信号之间成正比的程度。垂直线性的好坏影响缺陷定量精度。

2. 水平线性

仪器水平线性是指仪器屏幕上时基线显示的水平刻度值与实际声程之间成正比的程度，或者说是屏幕上多次底波等距离的程度。仪器水平线性的好坏直接影响测距精度，进而影响缺陷定位。

3. 动态范围

动态范围是指仪器屏幕容纳信号大小的能力。

二. 探头的性能及其测试

1. 斜探头入射点

斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和测定探头的K值。

注意试块上R应大于钢中近场区长度N，因为近场区同轴线上的声压不一定最高，测试误差大。

2. 斜探头K值和折射角

斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值。

注意测定斜探头的K值或折射角也应在近场区以外进行。

3. 探头主声束偏离和双峰

探头实际主声束与其理论几何中心轴线的偏离程度称为主声束的偏离。

平行移动探头，同一反射体产生两个波峰的现象称为双峰。

探头主声束偏离和双峰，将会影响对缺陷的定位和判别。

4. 探头声束特性

探头声束特性是指探头发射声束的扩散情况，常用轴线上声压下降6dB时探头移动距离(即某处的声束宽度)来表示。

三. 仪器和探头的综合性能及其测试

1. 灵敏度

超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统(仪器和探头)发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。

仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时(增益、发射强度最大，衰减和抑制为0)，使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关，因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。

2. 盲区与始脉冲宽度

盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。

始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度20%时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。

3. 分辨力

仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。

4. 信噪比

信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。