Klassifiserings-, funksjons- og utvalgsprinsipper for sonder som brukes i ultralydfeildeteksjon
1. Klassifisering av ultralyd sonder:
Ved ultralydfeildeteksjon er det nødvendig med forskjellige typer sonder på grunn av de forskjellige formene, materialene, feildeteksjonsformålene og feildeteksjonsforholdene til de testede arbeidsstykkene. Ultralyd sonder kan klassifiseres i henhold til forskjellige induksjonsmetoder, generelt er det følgende typer.
1) I henhold til bølgetypen som genereres i det oppdagede arbeidsstykket, kan den deles inn i langsgående bølgesonde, tverrbølgesonde, platebølge (Lamb wave) sonde, krypende bølgesonde og overflatebølgesonde.
2) I henhold til retningen på hendelseslydstrålen kan den deles inn i rett sonde og skrå sonde.
3) I henhold til probens koblingsmodus og overflaten på det testede arbeidsstykket, kan det deles inn i kontaktsonden og væske nedsenkningssonden.
4) I henhold til materialet til den piezoelektriske skiven i sonden, kan den deles inn i vanlig piezoelektrisk waferprobe og kompositt piezoelektrisk wafer-sonde.
5) I henhold til antall piezoelektriske wafere i sonden, kan den deles inn i enkeltkrystallsonde, dobbel krystallprobe og polykrystallinsk sonde.
6) I henhold til om ultralydlydstrålen kan fokuseres, er den delt inn i fokusert sonde og ikke-fokusert sonde.
7) I henhold til ultralydfrekvensspekteret kan det deles inn i bredbånds- og smalbåndsonder.
8) I henhold til krumningen til det matchende arbeidsstykket for deteksjon, kan det deles inn i flat sonde og buet sonde.
9) Spesiell sonde. I tillegg til generelle sonder er det noen sonder under spesielle forhold og til spesielle formål.
2. Rollen til vanlige typiske sonder
1) Langsgående bølgesonder kalles vanligvis rette sonder, som hovedsakelig brukes til å oppdage feil parallelt med deteksjonsoverflaten, for eksempel plate, støping, smiing, etc.
2) Skjærbølge skrå sonder bruker skjærbølgedeteksjon. Hendelsesvinkelen er mellom den første kritiske vinkelen og den andre kritiske vinkelen, og den brytede bølgen er ren skjærbølge. Det brukes hovedsakelig til å oppdage feil vinkelrett eller i en viss vinkel mot deteksjonsoverflaten. Brukes til inspeksjon av sveiser, rør og smiing.
3) Den langsgående bølge skrå sonden er en sonde hvis hendelsesvinkel er mindre enn den første kritiske vinkelen. Hensikten er å bruke små vinkel langsgående bølger for defektinspeksjon, eller når den tverrgående bølgedempingen er for stor, bruk egenskapene til sterk langsgående bølgeinntrengning for å utføre langsgående bølge skrå hendelsesinspeksjon. Når du bruker, vær oppmerksom på tilstedeværelsen av tverrbølgeforstyrrelser i prøven.
4) Krypende bølgesonde. Siden vinkelen på en krypende bølge er mellom 75º ~ 83º, som er nesten vinkelrett på tykkelsen på arbeidsstykket som skal inspiseres, og det er nær 90º med den vertikale sprekken i arbeidsstykket, har den god deteksjonsfølsomhet for vertikale sprekker, og den har god deteksjonsfølsomhet for arbeidsstykket. Kravet til overflateruhet er ikke høyt, og det er egnet for overflate- og nesten-overflate sprekkdeteksjon.
5) Hendelsesvinkelen til overflatebølgen (Rayleigh wave)-sonden skal være nær den kritiske vinkelen der Rayleigh-bølgen genereres, vanligvis litt større enn den andre kritiske vinkelen. Siden energien til overflatebølgen er konsentrert innen 2 bølgelengder under overflaten, er følsomheten for inspeksjon av overflatesprekker ekstremt høy, og inspeksjonen er hovedsakelig for overflate- eller nærgrunnsfeil.
6) Dual crystal sonde. Den doble krystallsonden har to piezoelektriske wafere, den ene brukes til å overføre ultralydbølger, og den andre brukes til å motta ultralydbølger. I henhold til forskjellen i hendelsesvinkel αL er den delt inn i langsgående bølge dual crystal straight probe og tverrgående bølge dobbel krystall skrå sonde. Den doble krystallsonden har følgende fordeler: høy følsomhet, mindre rot, lite blindt område, liten lengde på nærfeltet i arbeidsstykket og justerbart deteksjonsområde. Den doble krystallsonden brukes hovedsakelig til å oppdage nesten-overflatefeil.
3. Valgprinsippet for sonden i ultralydfeildeteksjon
Det finnes mange typer ultralyd sonder med forskjellige forestillinger. Derfor, i henhold til formen på ultralydfeildeteksjonsobjektet, ultralyddemping og tekniske krav, er et rimelig utvalg av sonden grunnlaget for å sikre riktige og pålitelige feildeteksjonsresultater. Valget av ultralydsonde gjenspeiles hovedsakelig i: sondetype, sondefrekvens, sondebrikkestørrelse og sondevinkel, etc.
3.1 Sondetype
Generelt bør formen på sonden velges i henhold til arbeidsstykkets form og plasseringen og retningen av feilen som kan oppstå, og prøv å gjøre ultralydstråleaksen vinkelrett på feilen. Hvis du vil ha mer informasjon, kan du se funksjonsdelen av de ovennevnte vanlige typiske sondene.
3.2 Probefrekvens
Ultralydfeildeteksjonsfrekvensen er mellom 0,5 og 15 MHz, og utvalgsområdet er relativt stort. Generelt bør følgende faktorer vurderes når du velger frekvensen.
1) På grunn av diffraksjon av ultralydbølger er følsomheten for ultralydfeildeteksjon omtrent en halv bølgelengde. I samme materiale er ultralydbølgehastigheten konstant, så å øke frekvensen vil forkorte ultralydbølgelengden og forbedre deteksjonsfølsomheten, noe som er nyttig for å finne mindre feil.
2) Frekvensen er høy, pulsbredden er liten, og oppløsningen er høy, noe som er gunstig for å skille tilstøtende feil og forbedre oppløsningen.
3) Det kan ses fra diffusjonsformelen at hvis frekvensen er høy, er ultralydlengden kort, halvdiffusjonsvinkelen er liten, lydstrålen har god direkteitet, og ultralydenergien er konsentrert, noe som bidrar til å finne og lokalisere feil, med høy kvantitativ nøyaktighet.
4) Fra formelen for lengden på nærfeltsonen er det kjent at høyfrekvente, lengden på ultralydbølgen og den store lengden på nærfeltsonen er ugunstig for feildeteksjon.
5) Det kan ses fra dempings- og absorpsjonsformelen at demping av ultralydbølger øker kraftig med økningen av ultralydfrekvens og middels kornstørrelse.
Gjennom ovennevnte analyse kan det ses at frekvensen har større innflytelse under ultralydfeildeteksjon, frekvensen er høy, feildeteksjonsfølsomheten og oppløsningen er høy, og stråleretningen er god, noe som er gunstig for feildeteksjon. Imidlertid er høyfrekvent, langt nærfeltsområde og stor middels demping ikke bra for feildeteksjon. Derfor, når du velger sondefrekvensen, bør det tas omfattende hensyn til omfattende analyse av ulike faktorer og rimelig utvelgelse. Generelt sett, på premisset om å tilfredsstille kravene til feildeteksjonsfølsomhet, bør sonden med lavere frekvens velges så mye som mulig; For smiing, valsede deler og sveisede deler med finere korn, velges vanligvis høyere frekvenssonder, vanligvis 2,5-5,0 MHz. For støpegods med grove korn, austenittisk stål og andre arbeidsstykker, bør en myk lavfrekvent sonde brukes, vanligvis 0,5 ~ 2,5 MHz, ellers hvis frekvensen er for høy, vil ultralydenergien bli alvorlig svekket.
3.3 Probe chip størrelse
Formen på sondeskiven er generelt rund og firkantet. Sponstørrelsen på sonden har en viss innflytelse på resultatene av ultralydfeildeteksjon. Følgende faktorer bør vurderes ved valg av
1) Halvdiffusjonsvinkel. Fra diffusjonsvinkelformelen kan det ses at økningen i waferens størrelse, reduksjonen i halvdiffusjonsvinkelen, den gode stråleretningsevnen og den konsentrerte ultralydenergien er gunstig for feildeteksjon.
2) Feiloppdagelse nær feltområdet. Fra formelen for lengden på nærfeltsonen kan det ses at økningen i størrelsen på skiven og økningen i lengden på nærfeltsonen ikke er bra for feildeteksjon.
3) Chipstørrelsen er stor, den utstrålte ultralydenergien er sterk, og skanneområdet til sondens ikke-diffusjonsområde er stort, og evnen til å finne langdistansefeil forbedres.
For arbeidsstykker med et stort feildeteksjonsområde, for å forbedre effektiviteten av feildeteksjon, bør en stor sponsonde brukes; Når du oppdager et arbeidsstykke med stor tykkelse, bør en stor sponsonde brukes til effektivt å finne langdistansefeil; for små arbeidsstykker, for å forbedre plasseringen av feil For kvantitativ nøyaktighet, bør små chip-sonder brukes; For arbeidsstykker med ujevne overflater og store krumninger, bør små chip-sonder brukes til å redusere koblingstap.
3.4 Vinkel
Ved inspeksjonen bør ultralydstråleaksen være vinkelrett på feilen så mye som mulig. Derfor bør valg av vinkel være basert på typen og posisjonen til feilen som kan eksistere i inspeksjonsobjektet og arbeidsstykkets tillatte deteksjonsforhold. Bruk refleksjons- og brytningslover og relatert geometrisk kunnskap for å velge riktig vinkel. sonde. Ved å ta K-verdien av sonden i tverrbølgedeteksjon, for eksempel, har brytningsvinkelen større innvirkning på deteksjonsfølsomheten, retningen til lydstråleaksen og lydbanen til primærbølgen (avstanden fra hendelsen peker til det nederste refleksjonspunktet). For påvisning av stål arbeidsstykker med plexiglass skrå sonder, når β = 40 ° (K = 0,84), er lydtrykket gjengjeldende overføring den høyeste, det vil si at deteksjonsfølsomheten er den høyeste. Det kan ses at K-verdien er stor, den β verdien er stor, og lydbanen til primærbølgen er stor. Derfor, i faktisk deteksjon, når tykkelsen på arbeidsstykket er liten, bør en større K-verdi velges for å øke lydbanen til primærbølgen og unngå deteksjon i nærfeltområdet. Når tykkelsen på arbeidsstykket er stor, bør en liten K-verdi velges for å redusere dempingen forårsaket av den overdrevne lydbanen, og det er praktisk å finne feilene på den store dybden. Ved sveiseinspeksjon er det også nødvendig å sørge for at hovedlydstrålen kan skanne hele sveisedelen. For ensidige sveiserøtter uten penetrasjon, bør refleksjonsproblemet for endevinkel vurderes. K=0,7~1,5 fordi K<0.7 or="" k="">1.5, end angle reflektivitet er svært lav, noe som er lett å forårsake savnet inspeksjon.
