Page 82 - 无损检测2023年第十二期

曹永朋, 等:

水浸超声聚焦探头性能测试及声场可视化研究

路增益灵敏度。 64.2mm ( 符合); 焦距依次为86.3mm ( 超出要求

最大值的6.2% ), 81.35mm ( 符合) 和81.4mm ( 符
2 测试结果分析
合)。因此, 探头 A 的焦距和场深异常深, 聚焦性能
2.1 探头特性测试结果 较差, 这与回路增益灵敏度值较低是一致的; 只有探
探头特性测试结果如表1所示, 可见探头 A 的 头 B的轴向声场分布完全符合要求。
中心频率和峰值频率最小, 与标定值相差最大; 回路
增益灵敏度最小, 探头 A 的性能异常最为显著。

表1 探头特性测试结果
探头 中心频率 / 峰值频率 / 带宽 / 脉冲宽度 / 回路增益
编号 MHz MHz % μ s 灵敏度 / mV
A 8.6 8.6 72.8 0.26 320

B 8.7 9.9 72.5 0.26 500

C 9.4 9.9 64.2 0.25 416
2.2 声场测试结果分析
将焦点处球靶的最大反射幅度调整至满屏高度

的80% , 所需增益分别为 +22 , +18.5 , +18dB 。
各探头轴向声场测量结果如图 4 所示, 图 4 ( a ) 为
3只探头的轴向声压成像结果, 按右侧颜色 - 幅度标
尺染色, 图中声场显示出明显的声场聚焦特征。在 图4 各探头轴向声场测量结果
声束轴线提取声压值, 同时与某公司设定的探头性 各探头焦点位置的截面声场分布如图5所示,

能要求( 焦距为73.66~81.28mm ; 场深为58.42~ 穿过最大幅度位置分别沿 y 方向和z 方向的声压

66.04mm ; 焦点直径为1.27~1.65mm ; 不对称度 分布如图6所示, 据式( 1 ), 探头 A , B , C的不对称度
不大于10% ) 进行对比。 分别为2.21% ( 符合), 1.53% ( 符合) 和16.25% ( 不

结果表明, 探头 A , B , C 的场深分别为75.2mm 符合); 探头焦点直径分别为1.36 , 1.31 , 1.42mm ,

( 超出要求最大值的 13.9% ), 59.7mm ( 符合) 和 探头 C体现出异常差的对称度。

图5 各探头焦点位置的截面声场分布

图6 各探头的穿过最大幅度位置的声压分布

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2023年 第45卷 第12期
无损检测