Page 88 - 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

图8 5种位置的焦区覆盖情况示意
可对水浸超声波探头的水中声场进行成像, 能够测
量焦距、 场深、 不对称度等声场特征参数以及其他探
头性能参数。
( 2 )声场特征参数决定了检测能力和图像质

量, 相对增益灵敏度与检测灵敏度正相关; 场深影响
单次焦区覆盖范围, 可用于分层扫描规划; 而不对称
度则直接影响图像失真情况; 探头性能( 包括中心频
率、 回路增益灵敏度) 影响声场分布特性, 中心频率

图9 探头声束覆盖1~5位置时的平底孔 C扫描图像 和相对增益灵敏度偏移将导致声场分布及检测性能
采用不对称度的概念分析平底孔图像失真情 恶化。

况, 探头 A 、 B平底孔成像的不对称度均较小, 在场 ( 3 )分析了某公司对专用探头声场性能要求的
深范围内可保持小的失真; 而探头 C 平底孔扫描成 适用性, 试验结果表明, 探头 B 能满足该性能要求
像的不对称度在各声束覆盖位置较大, 特别是在焦 对声场性能的规定, 可兼顾检测效率( 场深) 和检测
区边缘处的不对称度显著增大( 图像失真)。不同探 灵敏度, 同时还能保持较小的检测图像失真, 在检测

头的图像失真( 不对称度) 分析结果如图10所示, 可 中具有良好的适用性。
见所有探头的不对称度均未超过10% 。 参考文献:

[ 1 ] 韩波, 杨平华, 郝军君. 水浸探头声场参数对缺陷评定
的影响[ J ] . 无损检测, 2013 , 35 ( 8 ): 44-46.
[ 2 ] 胡宏伟, 彭凌兴, 周正干, 等. 曲面构件水浸超声检测
缺陷定量 研 究 [ J ] . 航 空 学 报, 2014 , 35 ( 11 ): 3166-
3173.
[ 3 ] 张国才, 游泳, 沈洋, 等. 脉冲超声换能器声场测试系
统的设计[ J ] . 应用声学, 2020 , 39 ( 6 ): 876-884.
[ 4 ] 吴君豪, 何双起, 罗明, 等. 空气耦合超声探头声场及其对
检测的影响[ J ] . 宇航材料工艺, 2018 , 48 ( 2 ): 73-77.

[ 5 ] ZHU H J , FENG Y Q , YANG P.Auto-scannin gand
图10 不同探头的图像失真( 不对称度) 分析结果
visualizin g s y stemfortheacousticfieldoftransducer [ J ] .

4 结论 RoboticsandCom p uter-Inte g ratedManufacturin g , 2012 , 28
( 5 ): 631-636.

( 1 )搭建的水浸超声探头特性及声场测试系统 ( 下转第67页)
0
5
2023年 第45卷 第12期
无损检测