表面波探头是通过透声楔产生表面波的检测元件,其能量集中在材料表面下1-2个波长范围内,对表面裂纹具有高检测灵敏度。核心参数包括2.5-7.5MHz工作频率、5×5mm至10×10mm晶片尺寸,以及≥40dB的灵敏度指标。主要应用于
汽轮机叶片根部裂纹检测、飞机液压导管裂纹识别等工业无损检测领域,通过弧形晶片设计和楔块曲面适配技术提升复杂结构的检测能力。
表面波探头通过透声楔块实现波型转换,当横波折射角达到90°时形成有效表面波前。能量分布集中于材料表面下1-2个波长范围,声速约为纵波的1/2,且遇液体层时会发生显著衰减。在飞机液压导管检测中,通过计算第二临界角确定67°入射角,确保纵波转换为表面波。
在汽轮机叶片检测中,通过变型表面波增强叶根裂纹识别能力,扫描速度按棱边反射信号水平距离比例校准。飞机液压导管检测实现3mm×0.1mm级裂纹定量分析,验证了螺栓紧固工况下缺陷信号的可识别性。实验表明裂纹深度与回波幅度呈正相关,通过包络记录模式可将小缺陷检出率提升至95%。
灵敏度调节采用直角棱边回波高度基准,通过增益调节使人工缺陷回波达基准高度。扫描速度校准时,将棱边反射信号按水平距离1:1比例显示在示波屏刻度线上。采用3D打印技术制作微型化夹具,解决在役检测空间受限问题,确保探头与检测面耦合一致性误差≤0.1mm。
采用单探头深度测量时,通过棱边反射信号与缺陷信号的水平距离差值计算裂纹深度。双探头法则利用发射接收探头的间距变化建立深度数学模型。在液压导管检测中,创新应用仿形阵列探头,实现单个探头对4个检测通道的同时覆盖。