[实用新型]一种超声波纵波反射法与衍射时差法联合检测探头组

说明书

本实用新型公开了一种超声波纵波反射法与衍射时差法联合检测探头组，该探头组包括曲面TOFD探头和爬波探头，其中，曲面TOFD探头包括曲面晶片(15)，所述曲面晶片(15)的晶片角度为40‑45°。爬波探头为TRCr2‑Aust双晶爬波探头。该装置弥补了采用现行TOFD探头进行检测时存在的近表面、底表面附近缺陷漏检和厚焊缝要采用多对探头的弊端，使超声波自动和半自动检测更加完善。

技术领域

本实用新型涉及超声波检测领域，尤其是涉及一种衍射式和反射式联合的超声波自动检测探头组。

背景技术

衍射时差法(Time of Flight Diffraction,简称TOFD)是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法，通常使用纵波斜探头，采用一发一收模式。发射探头发射超声脉冲波后，首先是到达接收探头的直通波，然后是底面反射波，在直通波和底面反射波之间，如果有缺陷还会接收到缺陷的衍射波。

TOFD技术是当前超声波检测领域的前沿技术之一，采用该技术对焊缝缺陷进行检测，具有检测速度快、测量精度高、检测结果显示直观等特点，因此在焊缝超声波检测中得到广泛应用。但是TOFD技术也有其自身的局限性，现行TOFD检测方法主要存在以下四个较大的问题：

1、检测面的近表面附近缺陷无法检出；

2、检测面的底表面附近缺陷无法检出；

3、检验厚焊缝(大于50mm)时要采用两对或多对探头检测的弊端。

4、TOFD检验方法对缺陷在焊缝中的水平位置定位困难。

基于上述四个TOFD检验方法存在的问题，本实用新型对现行TOFD探头及其检测方法进行了全新的改进，以期能够解决上述问题。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种超声波纵波反射法与衍射时差法联合检测探头组，该探头组包括曲面TOFD探头和爬波探头，其中曲面TOFD探头能够同时进行衍射时差模式和脉冲回波模式扫查，用以检测待检工件中除近表面外的缺陷，爬波探头用以检测待检工件中近表面处的缺陷。该探头组弥补了采用现行TOFD探头检测时存在的近表面、底表面附近缺陷漏检和厚焊缝要采用多对探头的弊端，采用反射法与衍射法同时对应缺陷显示比较，用以定位缺陷在焊缝中的水平位置，使超声波自动和半自动检测更加完善，从而完成了本实用新型。

具体来说，本实用新型提供了一种超声波纵波反射法与衍射时差法联合检测探头组，该探头组包括TOFD探头和爬波探头；

其中，所述TOFD探头为曲面TOFD探头。

实用新型所述曲面TOFD探头包括曲面晶片15，所述曲面晶片15为凸曲面晶片，晶片角度为40-45°。

所述曲面TOFD探头的上扩散角在75～80°之间，下扩散角在 35～40°之间，扩散范围变化为35-45°。

所述曲面TOFD探头的尺寸为(10-20)mm×(10-20)mm。

所述曲面TOFD探头的频率为3-5MHz。

本实用新型提供的一种超声波纵波反射法与衍射时差法联合检测探头组所具有的有益效果包括：

(1)本实用新型提供的一种超声波纵波反射法与衍射时差法联合检测探头组，改进了超声衍射波所使用的双探头检测装置，采用较大尺寸曲面的探头晶片，自然增大超声波在焊缝中的分布角度和能量，使得改进后的探头既可以作为TOFD探头使用，用以检测工件焊缝中近表面和底表面除外的大部分缺陷；又可以单独作为普通超声探头使用，用以检测工件焊缝中除近表面外的大部分缺陷，对底表面缺陷有着良好的检出能力；