超声波探头回波频率测试方法

　　0　引言

　　超声波探伤仪主要用于检验锻件、铸件、厚钢板、薄板、线材、管材、焊缝、条棒等金属材料的内部缺陷和有关金属材料件的厚度测定。超声波探头一般由压电晶片、外壳、电缆线和接头等部分组成。探头作为超声波振动和电振荡之间的电声转换器，是相当于超声波探伤仪的感觉器官的重要部分。超声波探伤中，超声波的产生和接收过程是一种能量转换过程，这种转换是通过探头来实现的，探头的作用就是将电能转换为超声能(产生超声波)和将超声能转换为电能(接收超声波)。

　　为确保超声探伤的检验质量，避免由于超声波探头回波频率的失准引起超声波探伤灵敏度指标下降， 降低错漏检所带来的巨大经济损失，开展超声波探头回波频率测试方法研究有重要意义。

　　1　测试内容

　　超声波探头性能测试主要依据是HB/Z59-1997《超声波检验》、JB/T10062-1999《超声波探头性能测试方法》和 ASTM E1065-99 《关于评估超声波检查装置(探头)特性参数的标准导则》等标准。标准要求超声波探头外观不应有过度磨损和接头损坏等影响探头使用性能的现象;频率范围在 1 MHz~20 MHz 内的超声波探头，其回波频率与标称值的误差应在 ±10% 以内。测试装置由泛美 5900PR 脉冲发生接收器、泰克 THS730A 数字示波器、超声波探伤标准试块、对比试块和频率自动分析软件等组成，测试系统方框图见图1。

　　2　测试环境及条件

　　温度：(20±10)℃;相对湿度：45%~75%;

　　大气压强：(86~106)kPa;

　　工作电压： AC(220

　　±10)V;(50±2)Hz。

　　测试场所周围应无高频、电磁场干扰和机械振动的影响。探头线采用与被测探头相配套的探头线。耦合剂采用甘油、水玻璃、水、变压器油或机油等。

　　3　测试项目和方法

　　按图1所示连接测试系统。

　　根据探头的类型和频率标称值，设置 5900PR的操作参数。模式设置通常情况下选择 P/E 模式;对于1MHz~20 MHz 的超声波探头，高通滤波器起始频率通常选取1 MHz， 低通滤波器截止频率通常选取被测探头频率标称值的2 倍，脉冲重复频率通常选取20 kHz。

　　在试块上加入适量的耦合剂，以轻微压力把探头置于试块上，并使探头在试块上滑动，使反射脉冲波形峰值达到最大。同时调整示波器的垂直部分和水平部分，使反射脉冲波形清晰显示，按下示波器的HOLD 旋钮，锁住此最大反射脉冲波形。

　　在计算机的开始程序列项中选取 WaveStar forOscilloscopes 程序，它包含 Instrument Manager 和WaveStar for Oscilloscope 两个子程序。