超声波探头

一、水平线性
1.定义：仪器水平线性是示波屏上时基线的水平刻度与实际声程之间成正比的程度，即示波屏上多次底波等距离的程度。水平线性对缺陷定位有较大的影响。
水平线性用水平线性误差表示。
2.测试步骤：
（1）将直探头置于CSK--1A试块的25mm厚大平底面上；
（2）通过[微调][水平][脉冲位移]等按钮，使屏上出现5次底波B1--B5，当底波B1和B5的幅度分别为50％满刻度时，将它们的前沿分别对准刻度2.0和10.0。B1和B6的前沿位置在调整中如相互影响，则应反复进行调整。
a2、a3、a4分别为B2、B3、B4与4.0、6.0、8.0的偏差。
（3）水平线性误差计算：

例：用IIW或CSK-1A试块测仪器的水平线性，现测得B1对准2.0，B5对准10.0时，B2、B3、B4与4.0、6.0、8.0的偏差分别为0.5、0.6、0.8;求其水平误差为多少？
解：0.8
δ=------×100%=1%
0.8×100

二、垂直线性
1.定义：仪器垂直线性是示波屏上波高与探头接收的信号幅值之间成正比的程度。它取决于仪器放大器的性能。垂直线性用垂直线性误差表示。垂直线性影响缺陷的检出和定量。

2.测试步骤：
（1）[抑制]至零，[衰减器]保留30dB衰减余量；
（2）将直探头置于CSK--1A试块的25mm厚大平底面上，????? 恒定压力压住；
（3）调节仪器使试块上某次底波位于示波屏中央，并达到100%幅度，作为“0”dB;
（4）固定[增益]和其他旋钮，调衰减器，每次衰减2dB,并记下相应的波**填入表中，直到底波消失；

上表中：


理想相对波高是△i=2、4、6dB……时的波高比（如△i=6dB时的理想相对波高是50.1%）
三、计算垂直线性误差
D=（ |d1|+|d2| ）
式中： d1--实测值与理想值的*大正偏差
d2--实测值与理想值的*大负偏差

ZBY230--84规定：仪器的垂直线性误差D≤8%

三.探头灵敏度
1.调节灵敏度的几个旋钮

1. [发射强度] 调节发射脉冲的输出幅度，发射强度大灵敏度高，但分辨率低；
2. [增益] 调节接收放大器的放大倍数，增益大灵敏度高；
3. [抑制]限制检波后信号的输出幅度，主要用于抑制杂波、提高信噪比。使用[抑制]会使仪器的垂直线性变坏，动态范围变小。[抑制]增加，灵敏度降低，尽量不要用[抑制]；
4. [衰减器] 电路内专用器件，用于定量地调节示波屏上的波高，它是步进旋钮。分：[粗调][细调]二档，[粗调]步长10-20dB,[细调]步长1-2dB。CTS-6型总衰减量50db;CTS-22型则为80dB;

调节灵敏度的几个旋钮

1. 《ZB Y230--84? A型脉冲反射超声探伤通用技术条件》中规定：总衰减量不小于60dB;衰减误差：1dB/12dB.

四、直探头 + 仪器的灵敏度余量测试

1. 探头对准200 / Φ2平底孔；
2. [抑制]：0；[发射强度] [增益]：*大；
3. 调[衰减器]使Φ2孔*高回波达满刻度的50%（基准高），这时衰减量为N1dB;
4. 提起探头，用[衰减器]将电噪声电平衰减到10%以下，这时衰减量为N2dB;
5. 灵敏度余量 N=N1-N2（dB）;

直探头的灵敏度余量要求≥30dB

五、斜探头 + 仪器的灵敏度余量测试

1. 探头对准IIW试块R100园弧面；
2. [抑制]：0； [发射强度] [增益]：*大；
3. 调[衰减器]使R100回波达满刻度的50%（基准高），这时衰减量为N1dB;
4. 提起探头，用[衰减器]将电噪声电平衰减到10%以下，这时衰减量为N2dB;
5. 灵敏度余量 N=N1-N2（dB）;

斜探头的灵敏度余量要求≥40dB

七、探头盲区测定
1 概念

1. 盲区是指从探测面到能够发现缺陷处的*小距离，即始脉冲宽度覆盖区的距离。
2. 盲区与近场区的区别：盲区是始脉冲宽度与放大器引起的，而近场区是波的干涉引起的。盲区内缺陷一概不能发现，而近场区内缺陷可以发现但很难定量。

2 测定方法
方法（1）：

1. 先将直探头在灵敏度试块上用φ1平底孔调80%基准高。
2. 将直探头放于盲区试块上，能独立显示φ1平底孔回波的*小深度为盲区。

方法（2）：

1. 用IIW试块估算
2. 将直探头放于IIW上方：能独立显示回波的，盲区≤5mm。无独立回波的，盲区＞5mm。
3. 将直探头放于IIW左侧：能独立显示回波的，盲区5～10mm。无独立回波的，盲区＞10mm。

八 探头分辨率
一、概念：示波屏上区分相邻二缺陷的能力，能区分的相邻二缺陷的距离愈小，分辨率就愈高。分辨率与仪器和探头的质量有关。
二、纵波直探头分辨率测定

1. 直探头放于IIW试块85、91、100处，[抑制]为0，左右移动探头，使屏上出现A、B、C波；
2. 若A、B、C不能分开，先将A、B等高，并取a1、b1值

求： a1
X=20 lg---- (dB)
b1
然后用[衰减器]使B、C等高，取相应的a2、b2值
求： a2
Y=20 lg---- (dB)
b2
X、Y值愈大分辨率愈高，一般X、Y ≥ 15dB
九、横波斜探头分辨率测定

1. 如图,平行移动探头，使A、B等高则分辨率：

h1
X=20lg-------(dB)
h2

1. 平行移动探头，使B、C等高则分辨率：

h3
Y=20lg------ (dB)
h4
要求：X或Y≥ 6dB
实测时，[衰减器]将h1衰减到h2即为X值，将h3衰减到h4即为Y值。

十、斜探头的校准
一、入射点、前沿测试

1. 如图，斜探头入射到R100圆弧上，左右移动探头找到*大反射回波；如果试块上有圆心刻度，则刻度对应处为入射点；如果试块上无圆心刻度则用钢尺量，使钢尺100处对准试块圆弧端，钢尺0点即为入射点；使钢尺0点对准探头前端点，差值即为前沿。

二、斜探头K值测试

1. 如图，斜探头分别入射到试块的二个圆上，左右移动探头找到*大反射回波；探头入射点所对应的刻度即K
2. 探头K值的选择原则:

(1)声束扫查到整个焊缝截面;
(2)声束尽量垂直于主要缺陷;
(3)有足够的灵敏度和信噪比;
(4)有利于防止出现伪缺陷波。

十一、声束偏转角测定

1. 概念：主声束中心线与声轴间的夹角称为声轴偏转角。
2. 测定：探头置于试块面上，旋转移动找到*大回波，测定探头中心线与试块上表面垂线间的夹角。

录象：入射点、前沿、斜探头K值测试