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干货 | 耦合剂在超声检测中这些知识点你忽略了么?[平创医疗]

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浏览:- 发布日期:2021-05-11 17:57:41【

超声耦合剂是为了改善探头与工件之间声能的传递,提升超声波在探测面上的声强往复透射率。检测时在探头与工件之间加的一层液体透声介质称为耦合剂。

耦合剂的作用是排除探头与工件表面之间的空气间隙,使超声波能有效地进入工件。此外,耦合剂还有减少摩擦的作用,可减少探头的磨损。耦合剂的要求一般耦合剂应满足以下要求:

1.能湿润工件及探头表面,流动性、粘度和附着力适当,容易去除。

2.声阻抗尽量与被检材料接近,透声性能好。

3.对工件无腐蚀,对人体无害,不污染环境。

4.性能稳定,不容易变质并能长期保存。

5.来源方便,价格低廉。

耦合剂的声阻抗超声波检测常用的耦合剂及它们的声阻抗:

1.甘油声阻抗较好,做耦合剂效果较好,但其成本较高,而且对工件有腐蚀作用。

2.水玻璃常用于粗糙工件检测,但清洗不方便,而且对工件也有腐蚀作用。

3.水虽然来源广泛,常用于水浸检测,但容易使工件生锈。故在工业生产中一般常用机油作为耦合剂。

影响耦合的主要因素有:耦合层厚度、耦合剂声阻抗、工件表面状态。

1.耦合层厚度的影响耦合层厚度对耦合有较大影响,当耦合层厚度为λ/2的整数倍或非常薄时,透声效果明显,反射回波高。

2.耦合剂的声阻抗对耦合效果有较大影响,对于同一探测面,耦合剂声阻抗越大,耦合效果越好,反射回波越高。例如:当表面粗糙度为100μm时,甘油的耦合回波比水的耦合回波高(6~7)dB。

3.工件表面状态对耦合的影响

①工件表面粗糙度的影响  对于同一耦合剂,表面粗糙度越好,耦合效果越差,反射回波越低。随着粗糙度的增大,甘油和水的波高在降低。声阻抗低的耦合剂,随着粗糙度的增大,耦合效果降低越快。

②工件形状对耦合的影响  工件形状不同,耦合效果也不一样,其中平面耦合效较好,凸曲面次之,凹曲面较差。因为我们常用的探头表面为平面,与曲面接触为点接触或线接触,声强透射率低,特别是凹曲面,探头中心不接触,因此耦合效果更差。

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