随着新技术的不断涌现和检测设备的不断更新，超声波探伤检测技术已成为无损检测技术中发展更快，应用更广泛的方法之一，在无损检测技术中占有非常重要的地位。

在测试过程中，除了超声波测试仪器外，发射和接收超声波的探头也起着非常重要的作用。因此，探伤过程中探头的性能和探头的选择将直接影响检测结果的准确性和可靠性。

下面重点介绍压电超声探头的分类，功能和选择原理。

在超声波探伤中，由于被测工件的形状，材料，目的和条件不同，因此需要使用不同类型的探头。

超声探头可以根据不同的诱导方法进行分类。通常，有以下几种类型。

1）根据在被检工件上产生的波型，可分为P波探头，剪切波探头，板波（Lamb波）探头，蠕变波探头和表面波探头。

2）根据入射声束的方向，可分为直探头和角探头。

3）根据探头与工件表面的耦合方式，可分为接触式探头和液浸式探头。

4）根据探针压电晶片的材料，可分为普通压电晶片探针和复合压电晶片探针。

5）根据探头中压电芯片的数量，可以分为单晶探头，双晶探头和多晶探头。

6）根据超声波束是否可以聚焦，可以分为聚焦探头和非聚焦探头。

7）根据超声波频谱，可分为宽带探头和窄带探头。

8）根据工件的曲率，可分为平面探针和曲面探针。

9）除通用探头外，还有一些在特殊条件下和特殊用途的探头。

1）纵向波探头通常称为直探头，主要用于检测平行于检测面的缺陷，例如板，铸件，锻造检查等。

2）S波角探头是一种使用S波检测的探头。它是一种探头，其入射角在第一临界角和第二临界角之间，并且折射波是纯剪切波。它主要用于检测与检测表面垂直或成一定角度的缺陷，并广泛用于检测焊缝，管道和锻件。

3）P波角探头是指入射角小于第一临界角的探头。目的是使用小角度的P波进行缺陷检查，或者在S波衰减过大的情况下，利用强P波穿透的特性进行P波斜入射检查。使用时，必须注意样品中是否存在S波干扰。

4）由于蠕变波的角度介于75°和83°之间，因此蠕变波探头几乎垂直于要检查的工件的厚度方向，并且与工件的垂直裂纹接近90°。

因此，对于垂直裂纹具有良好的检测灵敏度，并且不需要工件表面的高粗糙度，这适合于表面和近表面裂纹的检测。

5）面波（瑞利波）探头的入射角应接近瑞利波产生的临界角，通常比第二临界角稍大。由于表面波的能量集中在表面以下的两个波长中，因此表面裂纹检查的灵敏度非常高，主要用于表面或近表面缺陷检查。

6）双晶探头。双晶探头具有两个压电晶片，一个压电晶片用于发送超声波，另一个压电晶片用于接收超声波。根据入射角αL的不同，可以分为纵波双晶直角探头和横波双晶直角探头。

该双晶探头具有以下优点：灵敏度高，杂波少，盲区小，工件近场区的长度小，检测范围可调。

性能不同的超声探头类型很多。因此，根据超声探伤对象的形状，超声波的衰减和技术要求，合理选择超声探头是保证正确，可靠的检测结果的基础。

3.3探针晶圆尺寸

探针晶片的形状通常为圆形和正方形。探针晶片的尺寸对超声波探伤结果有一定的影响。选择时主要考虑以下因素：

1）从扩散角公式可以看出，随着晶片尺寸的增大，半扩散角减小，光束方向性好，超声能量集中，有利于探伤。

2）探伤的近场区域。根据近场长度的公式，近场区域的长度随着晶片尺寸的增加而增加，不利于探伤。

3）晶片尺寸大，辐射的超声波能量强，探头未显影区域的扫描范围大，增强了检测长距离缺陷的能力。

对于探伤面积较大的工件，应选择较大的晶圆探针，以提高探伤效率；对于大厚度的工件，应使用大的晶片探针，以有效地检测长距离缺陷；对于小工件，应使用小切屑探针以改善缺陷的定位和定量精度；对于表面不平整，曲率较大的工件，应减少耦合损耗。

3.4角度

在检查中，超声波束的轴应尽可能垂直于缺陷。因此，应根据被检物中缺陷的类型和位置以及工件允许的缺陷检测条件来选择角度。应使用反射和折射定律以及相关的几何知识来选择具有适当角度的探头。

以探头的K值为例，折射角对检测灵敏度，光束轴方向和一次波的声程（从入射点到底部反射点的距离）有很大的影响。 ）。

当β= 40°（k = 0.84）时，声压的往复传输速率最高，即检测灵敏度最高。

可以看出，K的值越大，β的值越大，一次波的声程越大。因此，当工件的厚度较小时，应选择较大的K值，以增加一次波的声程并避免近场检测。

当工件的厚度较大时，应选择较小的K值，以减少由过多声路引起的衰减，并在较大深度处发现缺陷。

在焊接检查中，还必须确保主声束可以扫描整个焊接部分。

如果单面焊接的根部没有完全穿透，则应考虑端角的反射，并且K = 0.7?1.5，因为K <0.7或k> 1.5，端角的反射率很低，很容易导致错过检查。