超声波探伤仪纵波与横波的产生
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超声波探伤仪纵波与横波的产生 [已经被阅读14965次,管理员 添于2012-7-12]

    超声波探伤仪的探头(声源),主要为压电品片。压电晶片又有单晶体(如石英、硫酸锉等)及多晶体(如钦酸钡、钻钦酸铅)。直探头产生的波多为纵波。斜探头产生的波多为横波、表面波及兰姆波。
    一、纵波与横波的产生
    纵波的产生见第二篇的“电声换能器及探头”一章。而横波的产生,则多用波型转换的方法。当纵波从第一介质(有机玻璃或水)倾斜入射到第二介质(工件),使纵波全反射时,可产生横波。
    由前知使纵波全反射,只产生横波的条件为:

超声波探伤仪探头横波

式中α倾斜入射角;
      αs-一纵波全反射的临界角;
      CL-一一第一介质的纵波速度;
      CL2-一第二介质的纵波速度。
    以第一介质为有机玻璃(CL=2670米/秒)及水(CL=1450米/0),第二介质为钢(CLz= 5820米/秒)为例,说明横波的产生如下:

(一)斜探头
斜探头由压电晶片(产生纵波)及斜楔(有机玻璃)组成。在钢中只产生横波的斜探头最小角度。由公式知:

探伤公式

故斜探头的最小角度为27.3',如下图所示。

斜探头产生横波

    (二)直探头(在水中 )
    直探头(产生纵波)在水中倾斜入射到钢中,在钢中只产生横波的直探头最小入射角度。由公式知

横波入射公式

    故直探头在水中的最小入射角度为11.5°,如图所示。

直探头入射

 
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