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数字超声波探伤仪直探头

数字超声波探伤仪直探头详解

直探头也称平探头,可发射及接收纵波。

直探头主要由压电晶片、阻尼块(吸收块)及保护膜组成。基本结构如图3-11所示。

(一)压电晶片

压电晶片多为圆板形。

压电晶片的厚度与超声频率成反比。例如锆钛酸铅(PZT-5)的频率厚度常数为1890千赫/毫米,晶片厚度为1毫米时,自然频率为1.89兆赫,厚度为0.7毫米时,自然频率约2.5兆赫。

压电晶片的直径与扩散角成反比。

压电晶片的两面敷有银层,作为导电的极板,晶片底面接地线,晶片上面接导线引至电路上。

(二)保护膜

探伤仪直探头为避免晶片与工件直接接触而磨损晶片,在晶片下粘合一层保护膜。

保护膜有软性保护膜及硬性保护膜两种。软性的可用薄塑料膜(厚约0.3毫米),与表面粗糙的工件接触较好。硬性的可用不锈钢片或陶瓷片。

保护膜的厚度,为二分之一波长的整倍数时(在保护膜中的波长),声波穿透率最大。厚度为四分之一波长的奇数倍时,穿透率最小。

保护膜的材料性质要注意声阻抗的匹配,设保护膜的声阻抗为Z,晶片的声阻抗为Z1,被测工件的声阻抗为Z2,则最佳条件为

晶片与保护膜粘合后,探头的谐振频率将降低。

保护膜与晶片粘合时,粘合层应尽可能的薄,不得渗入空气。

粘合后加一定压力,放置24小时,再在60℃~80℃温度下烘千4小时。

(三)阻尼块

阻尼块又名吸收块,其作用为降低晶片的机械品质因数Qm,吸收声能量。如果没有阻尼块,电振荡脉冲停止时,压电晶片因惯性作用,仍继续振动,加长了超声波的脉冲宽度,使盲区增大,分辨力差。如图3-12所示。

为使晶片和阻尼块粘合良好,在灌浇前先用丙酮清洗晶片和晶片座表面,并加热至60~80℃再行灌浇。环氧树脂和钨粉应充分混合均匀。灌浇后把探头倾斜,使阻尼块上表面倾斜20°左右,这样可消除声波在吸收块上的反射,使荧光屏上杂波减少。如图3-13所示。

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