答王绪军先生兼论探头频率测定的若干问题

热度 38已有 1483 次阅读2012-7-22 12:07 | , 频率, 制造厂, 影响, 中心

王绪军先生2012-7-21 19:36提问:在日常检测过程中怎么精确测量探头频率?

回答王先生的问题需要先说明一个概念,探头标称频率与回波频率不是一码事:

王先生所说:“在日常检测过程中测量探头频率”是指把探头放在工件上,发射声波在工件中传输,然后被探头接收,这样测量的频率称为回波频率。它与探头制造厂给出参数中的“标称频率”有所不同,后者是把探头放在信号频率测定仪上直接测定的。

回波频率很难精确测定,因为它受很多因素影响,以下列举3个方面:

1)传输过程中的声信号衰减的影响。

众所周知,超声信号传播会产生衰减,而且不同频率分量的衰减程度是不一样的,低频分量衰减损失小,高频分量衰减损失大。这样一来,回波频率的的频谱与出射声波的频谱是不一样的,频谱包络线发生变化,峰值频率、中心频率和上下限截止频率都会改变,改变趋势是向低频方向移动。声信号传播路径越远,工件晶粒越粗,偏离越明显。

2)波束中不同位置频率分量不同的影响。

如果探头发出的是宽频带声信号,那么在超声波束中的不同位置上频率分布是不同的。大致上说:高频分量集中在波束中心附近,而低频分量散布在整个波束中。如果用波束中心的回波测量回波频率,实测的频率就会高一些,而用波束边缘的回波测量回波频率(例如TOFD检测时用直通波测量频率),实测的频率就会较低。

3)楔块的影响

焊缝检测多用带楔块的斜探头。不同楔块材料有不同声学特性,有些楔块材料对高频分量衰减很厉害。本来是制造的是宽带信号的晶片,因为配用了不好的楔块,结果出射的信号频谱完全改变,回波信号频率也就随之而变。

楔块对探头频率和频谱的影响很多人不注意,实际影响极大。由于目前手中数据不全,本次暂不讨论,下次找机会做一专题讨论。


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发表评论 评论 (4 个评论)

回复 丁伟臣 2012-7-22 20:14
有人开始重视超声探头频率了!好现象!
回复 王绪军 2012-7-22 21:13
谢谢强总的回答,让我茅塞顿开!
回复 江运喜 2012-10-22 14:21
我曾经测试过高频探头的频率,100MHz的探头在水里面的回波大概只有30MHz。
回复 luolang1314 2013-5-6 18:09
楔块对探头频率和频谱影响巨大。这也就是汕头探头领先于国内其它探头生产厂家的秘密武器之一。楔块不仅影响探头频率,对缺陷的定量和定位影响也是非常巨大的。研制新型探头,特别是奥氏体不锈钢探头,楔块是一个比较大的影响因素。涉及到楔块与晶片的匹配,有文献表明,当楔块的阻抗为晶片的60%的时候,效果最佳。

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