超声波探头的种类及如何选择

超声波探伤检测技术是目前无损检测技术中发展最快、应用最广泛的方法之一，在无损检测技术中占有非常重要的地位。在检测过程中，除了超声探伤仪器，发射和接收超声波的探头也起着非常重要的作用，所以，探头性能的好坏以及探伤过程中对探头的选取是否得当，将直接影响到探伤结果的准确性和可靠性。

超声探头的分类、作用和选用原则

超声波探伤中由于被探工件的形状、材质、探伤目的、探伤条件不同，因而需使用不同形式的探头。超声波探头按不同的归纳方式可以进行不同的分类，一般有以下几种。

(1)按被探工件中产生的波型，可分为纵波探头、横波探头、板波(兰姆波)探头、爬波探头和表面波探头。

(2)按按入射声束方向，可分为直探头和斜探头。

(3)按照探头与被探工件表面的耦合方式，可分为接触式探头和液浸式探头。

(4)按照探头中压电晶片的材料，可分为普通压电晶片探头和复合压电晶片探头。

(5)按照探头中压电晶片的数目，可分为单晶探头、双晶探头和多晶探头。

(6)按照超声波声束的聚焦否可，分为聚焦探头和非聚焦探头。

(7)按超声波频谱，可分为宽频带和窄频带探头。

(8)按匹配检测工件的曲率，可分为平面探头和曲面探头。

(9)特殊探头。除一般探头外，还有一些在特殊条件下和用于特殊目的的探头。

常见典型探头的作用

纵波探头通常称为直探头，主要用于检测与检测面平行的缺陷，如板材、铸、锻件检测等。

横波斜探头是利用横波检测，是入射角在第一临界角与第二临界角之间且折射波为纯横波的探头，主要用于检测与检测面垂直或成一定角度的缺陷，广泛用于焊缝、管材、锻件的检测。

纵波斜探头是入射角小于第一临界角的探头。目的是利用小角度的纵波进行缺陷检验，或在横波衰减过大的情况下，利用纵波穿透能力强的特点进行纵波斜入射检验，使用时需注意试件中同时存在横波的干扰。

爬波探头由于一次爬波的角度在75º～83º之间，几乎垂直于被检工件的厚度方向，与工件中垂直方向的裂纹接近成90º，因此，对于垂直性裂纹有较好的检测灵敏度，且对工件表面的粗糙度要求不高，适用于表面、近表面的裂纹检测。

表面波（瑞利波）探头入射角需在产生瑞利波的临界角附近，通常比第二临界角略大。由于表面波的能量集中于表面下2个波长之内，检查表面裂纹灵敏度极高，主要对表面或近表面缺陷进行检验。

双晶探头。双晶探头有两块压电晶片，一块用于发射超声波，另一块用于接收超声波，根据入射角αL的不同，分为纵波双晶直探头和横波双晶斜探头。双晶探头具有以下优点：灵敏度高、杂波少盲区小、工件中近场区长度小、检测范围可调，双晶探头主要用于检测近表面缺陷。

超声波探头对于超声检测来说，就像是它的眼睛，探头对探伤结果影响非常大，俗话说工欲善其事必先利其器，在实际探伤过程中应根据工件情况、探伤条件、缺陷情况以及执行的标准认真选用，使超声波探伤尽量做到准确、可靠、高效。