无损检测设备中的超声斜探头简介

斜探头是超声无损检测中常用的一种探头，主要用于检测与检测面不平行或难以直接检测的缺陷。其特点是超声波以一定角度倾斜入射到被测材料中，能够实现横波检测，适用于焊缝检测、腐蚀检测等场景。

斜探头的结构

1. 压电晶片：产生和接收超声波。

2. 斜楔块：使超声波以一定角度折射进入被测材料。

3. 阻尼材料：吸收背面杂波，提高信噪比。

4. 外壳：保护内部元件并提供机械支撑。

斜探头的工作原理

1. 声波入射：压电晶片产生的纵波通过斜楔块传播。

2. 声波折射：纵波从斜楔块进入被测材料时，由于声速差异发生折射，通常转换为横波。

3. 声波传播：折射后的横波在材料中传播，遇到缺陷或界面时反射。

4. 信号接收：反射波返回探头，压电晶片将其转换为电信号。

   

                                                          谛通超声扫描显微镜

斜探头的主要参数

1. 折射角（或K值）

• 折射角是超声波进入材料后的折射角度，通常用K值表示（K = tanθ）。

• 常见K值：K1、K2、K2.5等。

• 常见折射角：45°、60°、70°等。

2. 频率

• 通常为1MHz～10MHz，频率越高，分辨率越高，但穿透力越低。

3. 晶片尺寸

• 晶片尺寸影响声束的聚焦和覆盖范围。

4. 入射点

• 超声波从斜楔块进入材料的点，用于定位缺陷。

5. 前沿距离

• 入射点到探头前端的距离，影响检测范围。

斜探头的应用

1. 焊缝检测

• 检测焊缝中的裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

2. 腐蚀检测

• 检测管道、容器壁厚的腐蚀情况。

3. 复杂几何形状检测

• 检测不规则形状工件中的缺陷。

4. 横波检测

• 用于检测与表面不垂直的缺陷。

                                                                                   谛通超声扫描显微镜

斜探头的选择

1. 根据材料厚度

• 薄材料选择大K值（大折射角），厚材料选择小K值（小折射角）。

2. 根据缺陷方向

• 缺陷方向与检测面垂直时，选择折射角较大的探头。

3. 根据检测要求

• 高分辨率检测选择高频探头，深穿透检测选择低频探头。

斜探头的校准

1. 入射点校准

• 使用标准试块（如IIW试块）确定入射点位置。

2. 折射角校准

• 通过测量声束在试块中的折射角度来校准。

3. 灵敏度校准

• 使用参考反射体（如横孔）调整检测灵敏度。

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斜探头的优缺点

优点：

• 可检测与表面不垂直的缺陷。

• 适用于复杂几何形状工件。

• 横波检测灵敏度高。

缺点：

• 声束路径复杂，信号解释难度较大。

• 需要精确校准和操作技巧。