A. 超声探头型号1Z30N和1P30有什么区别
看一下网络的资料：
超声波探头
以构造分类
1.直探头： 单晶纵波直探头 双晶纵波直探头
2.斜探头： 单晶横波斜探头a1<aL<aⅡ ， 双晶横波斜探头
单晶纵波斜探头 aL<a1为小角度纵波斜探头
aL在a1附近为爬波探头 爬波探头；沿工件表面传输的纵波，速度快、能量大、波长长探测深度较表面波深，对工件表面光洁度要求较表面波松。（频率2.5MHZ波长约2.4mm，讲义附件11、12、17题部分答案）。
3.带曲率探头： 周向曲率 径向曲率。
周向曲率探头适合---无缝钢管、直缝焊管、筒型锻件、轴类工件等轴向缺陷的检测。工件直径小于2000mm时为保证耦合良好探头都需磨周向曲率。
径向曲率探头适合---无缝钢管、钢管对接焊缝、筒型锻件、轴类工件等径向缺陷的检测。工件直径小于600mm时为保证耦合良好探头都需磨径向曲率。
4.聚焦探头： 点聚焦 线聚焦。
5.表面波探头：（当纵波入射角大于或等于第二临界角，既横波折射角度等于90形成表面波）。
沿工件表面传输的横波，速度慢、能量低、波长短探测深度较爬波浅，对工件表面光洁度要求较爬波严格。
第一章“波的类型”中学到：表面波探伤只能发现距工件表面两倍波长深度内的缺陷。（频率2.5MHZ波长约1.3mm，讲义附件11、12题部分答案）。
压电材料的主要性能参数
1.压电应变常数d33:
d33=Dt/U在压电晶片上加U这么大的应力，压电晶片在厚度上发生了Dt的变化量，d33越大，发射灵敏度越高（82页最下一行错）。
2.压电电压常数g33:
g33=UP/P在压电晶片上加P这么大的应力。在压电晶片上产生UP这么大的电压，g33越大，接收灵敏度越高。
3.介电常数e:
e=Ct/A[C-电容、t-极板距离（晶片厚度）、A-极板面积（晶片面积）];
C小→e小→充、放电时间短。频率高。
4.机电偶合系数K:
表示压电材料机械能（声能）与电能之间的转换效率。
对于正压电效应：K=转换的电能/输入的机械能。
对于逆压电效应：K=转换的机械能/输入的电能。
晶片振动时，厚度和径向两个方向同时伸缩变形，厚度方向变形大，探测灵敏度高，径向方向变形大，杂波多，分辨力降低，盲区增大，发射脉冲变宽。（讲义附件16、19题部分答案）。
声 速： 324.0 M/S 工件厚度： 16.00MM 探头频率： 2.500MC
探头K值： 1.96 探头前沿： 7.00MM 坡口类型： X
坡口角度： 60.00 对焊宽度： 2.00MM 补 偿： -02 dB
判 废： +05dB 定 量： -03dB 评 定： -09 dB
焊口编号： 0000 缺陷编号： 1. 检测日期： 05.03.09
声 速： 324.0 M/S 工件厚度： 16.00 MM 探头频率： 5.00 MC
探头K值： 1.95 探头前沿： 7.00 MM 坡口类型： X
坡口角度： 60.00 对焊宽度： 2.00 MM 补 偿： -02 dB
判 废： +05 dB 定 量： -03 dB 评 定： -09 dB
焊口编号： 0000 缺陷编号： 1. 检测日期： 05.03.09
5.机械品质因子qm:
qm=E贮/E损，压电晶片谐振时，贮存的机械能与在一个周期内（变形、恢复）损耗的能量之比称……损耗主要是分子内摩擦引起的。
qm大，损耗小，振动时间长，脉冲宽度大，分辨力低。
qm小，损耗大，振动时间短，脉冲宽度小，分辨力高。
6.频率常数Nt:
Nt=tf0,压电晶片的厚度与固有频率的乘积是一个常数，晶片材料一定，厚度越小，频率越高。 （讲义附件16、19题部分答案）。
7.居里温度Tc:
压电材料的压电效应，只能在一定的温度范围内产生，超过一定的温度，压电效应就会消失，使压电效应消失的温度称居里温度（主要是高温影响）。
8.超声波探头的另一项重要指标：信噪比---有用信号与无用信号之比必须大于18 dB。（为什么？）
探头型号
（应注意的问题）
1.横波探头只报K值不报频率和晶片尺寸。
2.双晶探头只报频率和晶片尺寸不报F（菱形区对角线交点深度）值。
例：用双晶直探头检12mm厚的板材，翼板厚度12mm的T型角焊缝，怎样选F值？
讲义附件（2题答案）。
应用举例
1.斜探头近场N=a?b?COSb/plCOSa。 λ =CS/?.
直探头近场N=D/4l。 λ=CL/?.
2.横波探伤时声束应用范围：1.64N-3N。
纵波探伤时声束应用范围：?3N。
双晶直探头探伤时，被检工件厚度应在F菱形区内。
3.K值的确定应能保证一次声程的终点越过焊缝中心线，与焊缝中心
线的交点到被检工件内表面的距离应为被检工件厚度的三分之一。
4.检测16mm厚的工件用5P 9×9 K2、2.5P9X9K2、2.5P13X13K2那一种探头合适（聚峰斜楔）。以5P9X9K2探头为例。
（1）。判断一次声程的终点能否越过焊缝中心线？
（焊缝余高全宽+前沿）/工件厚度
（2）。利用公式：
N?（工件内剩余近场长度）=N（探头形成的近场长度）—N?（探头内部占有的近场长度） =axbxcosβ/πxλxcosα–Ltgα/tgβ，计算被检工件内部占有的近场长度。讲义附件（14题答案）。
A. 查教材54页表：
材料 K值 1.0 1.5 2.0 2.5 3
有机玻璃 COSb/ COSa 0.88 0.78 0.68 0.6 0.52
聚砜 COSb/ COSa 0.83 0.704 0.6 0.51 0.44
有机玻璃 tga /tgb 0.75 0.66 0.58 0.5 0.44
聚砜 tga /tgb 0.62 0.52 0.44 0.38 0.33
COSb/COSa、tga/tgb与K值的关系
查表可知cosβ/cosα=0.6, tgα/tgβ=0.44, 计算可知α=41.35°。
B. λ=Cs/?=3.24/5=0.65mm
C. 参考图计算可知：
tgα=L1/4.5, L1=tg41.35°X4.5=0.88X4.5=3.96mm.
cosα=2.5/L2, L2=2.5/cos41.5°=2.5/0.751=3.33mm,
L=L1+L2=7.3mm, Ltgα/tgβ=7.3×0.44=3.21mm,（N?）
由（1）可知，IS=35.8mm, 2S=71.6mm
N=axbxcosβ/pxλxcosa=9×9×0.6/3.14×0.65=23.81mm,
1.64N=39.1mm, 3N=71.43mm.
工件内部剩余的近场（N?）=N-N?=20.6mm（此范围以内均属近场探伤）。
（1.64N-N?）与IS比较， （3N-N?）与2S比较，
使用2.5P13X13K2探头检测16mm厚工件，1.64N与3N和5P9X9K2探头基本相同，但使用中仍存在问题，2.5P9X9K2探头存在什么问题？
一。探伤过程中存在的典型问题：
不同探头同一试块的测量结果
反射体深度 1#探头 2#探头
横波折射角 声程 横波折射角 声程
mm （ ） mm （ ） mm
20 21.7 21.7 32.8 24.3
40 24.4 45.0 32.5 49.8
60 25.8 70 30.9 75.6
80 28.9 101.8 29.1 102.0
注：1.晶片尺寸13?13 2.晶片尺寸10?20.
试验中发现：同一探头（入射角不变）在不同深度反射体上测得的横波折射角不同，进一步试验还发现，折射角的变化趋势与晶片的结构尺寸有关，对不同结构尺寸的晶片，折射角的变化趋势不同，甚至完全相反，而对同一
晶片，改变探头纵波入射角，其折射角变化趋势基本不变，上表是两个晶片尺寸不同的探头在同一试块上测量的结果。
1#探头声束中心轨迹 2#探头声束中心轨迹
1.纵波与横波探头概念不清。
第一临界角：由折射定律SinaL/CL1=SinbL/CL2,当CL2>CL1时，bL>aL,随着aL增加，bL也增加，当aL增加到一定程度时，bL=90,这时所对应的纵波入射角称为第一临界角aI,
aI=SinCL1/CL2=Sin2730/5900=27.6,当aL<aI时，第二介质中既有折射纵波L??又有折射横波S??.
第二临界角：由折射定律SinaL/CL1=SinbS/CS2, 当Cs2>CL1时，bS>aL,随着aL增加，bS也增加，当aL增加一定程度时，bS=90,这时所对应的纵波入射角称为第二临界角aⅡ。aⅡ
=SinCL1/CS2=Sin2730/3240=57.7.当aL=aI--aⅡ时，第二介质中只有折射横波S,没有折射纵波L,常用横波探头的制作原理。
利用折射定律判断1#探头是否为横波探头。
A. 存横波探伤的条件：Sin27.6/2730=Sinb/3240, Sinb=Sin27.6?3240/2730=0.55,b=33.36,K=0.66。
B.折射角为21.7时： Sina/2730=Sin21.7/3240,Sina=Sin21.7?2730/3240,a=18.15,
小于第一临界角27.6。
折射角为28.9时：
Sina/2730=Sin28.9/3240,Sina= Sin28.9?2730/3240,a=24,也小于第一临界角27.6。
C.如何解释1#探头随反射体深度增加，折射角逐渐增大的现象，由A、B
可知，1#探头实际为纵波斜探头，同样存在上半扩散角与下半扩散角，而且上半扩散角大于下半扩散角。（讲义附件9题答案）。
纵波入射角aL由0逐渐向第一临界角aI（27.6）增加时，第二介质中的纵波能量逐渐减弱，横波能量逐渐增强，在声束的一定范围内，q下区域内的纵波能量大于q上区域内的纵波能量，探测不同深度的孔，实际上是由q下区域内的纵波分量获得反射回波最高点。
由超声场横截面声压分布情况来看，A点声压在下半扩散角之内，B点声压在上半扩散角之内，且A点声压高于B点声压。再以近场长度N的概念来分析，2.5P 13?13 K1探头N=36.5mm,由此可知反射体深度20mm时，声程约21.7mm,b=21.7时N=40.07mm为近场探伤。
在近场内随着反射体深度增加声程增大，A点与B点的能量逐渐向C点增加，折射角度小的探头角度逐渐增大，折射角度大的探头角度逐渐减少。
2.盲目追求短前沿：
以2.5P 13?13 K2探头为例，b=15mm与b=11mm,斜楔为有机玻璃材料；
（1）。检测20mm厚，X口对接焊缝，缺陷为焊缝层间未焊透。
（2）。信噪比的关系：有用波与杂波幅度之比必须大于18dB.
（3）。为什么一次标记点与二次标记点之间有固定波？
由54页表可知：COSb/COSa=0.68，K2探头b=63.44°，
COS63.44°=0.447，COSa=0.447/0.68=0.66，
COSa=6.5/LX，前沿LX=6.5/0.66=9.85mm。（讲义附件6题答案）。
3.如何正确选择双晶直探头：
（1）。构造、声场形状、菱形区的选择；
（2）。用途：为避开近场区，主要检测薄板工件中面积形缺陷。
（3）。发射晶片联接仪器R口，接收晶片联接T口（匹配线圈的作用）。
4.探头应用举例：
二。超声波探头的工作原理：
1.通过压电效应发射、接收超声波。
2.640V的交变电压加至压电晶片银层，使面积相同间隔一定距离的两块金属极板分别带上等量异种电荷形成电场，有电场就存在电场力，压电晶片处在电场中，在电场力的作用下发生形变，在交变电场力的作用下，发生变形的效应，称为逆压电效应，也是发射超声波的过程。
3.超声波是机械波，机械波是由振动产生的，超声波发现缺陷引起缺陷振动，其中一部分沿原路返回，由于超声波具有一定的能量，再作用到压电晶体上，使压电晶体在交变拉、压力作用下产生交变电场，这种效应称为正压电效应，是接收超声波的过程。正、逆压电效应统称为压电效应。
※以仪器的电路来说，只能放大电压或电流信号，不能放大声信号。
试块
※强调等效试块的作用。
1.常用试块的结构尺寸、各部位的用途，存在问题；（讲义附件8、10、13、18题答案）。
2.三角槽与线切割裂纹的区别；
3.立孔与工件中缺陷的比较：
4.几种自制试块的使用方法；
A.奥氏体试块：
B.双孔法校准（主要用于纵波斜探头探伤，如螺栓）（讲义附件5、7题答案）。
计算公式：令h2/h1=n；
a=[n（t1+f/2）-（t2+f/2）]/（n-1） …… 1式
t1与t2为一次声程分别发现h1与h2孔时的声程（包含a）；
COSb=h1/（t1+f/2-a），b=COSh1/（t1+f/2-a）；
tgb=K，K=tgCOSh1/（t1+f/2-a） …… 2式
b=（L2-nL1）/（n-1） …… 3式
C.外圆双孔法校准原理（外径f>100mm的工件周向探伤用）：
计算公式：q=（ - ）180/Rp …… 1式
…… 2式
j=Sin[Sinq（R-h2）/A?B] …… 3式
b=Sin（R-h1）Sinj/R …… 4式
tgb=K=tgSin（R-h1）Sinj/R …… 5式
=?eR/57.3- …… 6式
?e=?j-?b.
D.双弧单孔法校准（外径Φ<100mm的工件周向探伤用）：
（1）距离校准同CSK-ⅠA校圆弧；
（2）。K值校准 b=COS[R2+（S+f/2）-（R-h）]/2R2（S+f/2） tgb=K
（讲义附件3、15题答案）。
常用的两种探伤方法
1.曲线法；
2.幅值法。
B. 超声波探伤仪和探头的主要性能指标有哪些
超声波探伤仪核心组成部分主要技术指标说明：
1、灵敏度
超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。
仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关，因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。
2、盲区与始脉冲宽度
盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。
始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度20%时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。
3、分辨力
仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。
4、信噪比
信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。
C. 超声探伤仪水平线性
超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、疏松、气孔、夹杂等）的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室，也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。
基本信息
中文名称
超声探伤仪
波及波分类
电磁波声波
功 能
自动校准自由切换标尺等
仪器原理
穿透法、脉冲反射法、串列法等
目录
1物理基础
2仪器原理
3数字式超声波探伤仪
4技术参数
5技术资料
6采购事项
折叠编辑本段物理基础
波及波分类
介质的一切质点，是以弹性力互相联系的。某质点在介质内振动，能激发起周围质点的振动。振动在弹性介质内的传播过程，称为波。波，有电磁波（电波和光波）和声波（或称机械波）。
声波
声波是一种能在气体、液体、固体中传播的弹性波。它可分为分次声波、可闻声波、超声波及特超声波。人耳所能听闻的声波在20-20000赫之间。频率超过20000赫，人耳所不能听闻的声波，称超声波。声波的频率愈高，愈于光学的某些特性（如反射。折射定律）相似。
折叠编辑本段仪器原理
超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列法等。
数字式超声波探伤仪现在通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像。
多普勒效应法
是利用超声在遇到运动的物体时发生的多普勒频移效应来得出该物体的运动方向和速度等特性；
透射法
是通过分析超声穿透过被测物体之后的变化而得出物体的内部特性的，其应用目前还处于研制阶段；
反射法
超声波探伤仪这里主要介绍的是目前应用最多的通过反射法来获取物体内部特性信息的方法。
反射法是基于超声波在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射的原理工作的，正如我们所知道，声波在从一种介质传播到另外一种介质的时候在两者之间的界面处会发生反射，而且介质之间的差别越大反射就会越大，所以我们可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播的超声波， 超声波探伤仪 然后对反射回来的超声波进行接收并根据这些反射回来的超声波的先后、幅度等情况就可以判断出这个组织中含有的各种介质的大小、分布情况以及各种介质之间的对比差别程度等信息（其中反射回来的超声波的先后可以反映出反射界面离探测表面的距离，幅度则可以反映出介质的大小、对比差别程度等特性），超声波探伤仪从而判断出该被测物体是否有异常。 在这个过程中就涉及到很多方面的内容，包括超声波的产生、接收、信号转换和处理等。
其中产生超声波的方法是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应的晶体（比如石英、硫酸锂等），使其振动从而产生超声波；而接收反射回来的超声波的时候，这个压电晶体又会受到反射回来的声波的压力而产生电信号并传送给信号处理电路进行一系列的处理，超声波探伤仪最后形成图像供人们观察判断。
这里根据图像处理方法（也就是将得到的信号转换成什么形式的图像）的种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。
A型显示是将接收到的超声信号处理成波形图像，根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在那里、有多大等， 超声波探伤仪主要用于工业检测；
M型显示是将一条经过辉度处理的探测信息按时间顺序展开形成一维的"空间多点运动时序图"，适于观察内部处于运动状态的物体，超声波探伤仪如运动的脏器、动脉血管等；
B型显示是将并排很多条经过辉度处理的探测信息组合成的二维的、反映出被测物体内部断层切面的"解剖图像"（医院里使用的B超就是用这种原理做出来的），超声波探伤仪适于观察内部处于静态的物体；
C型显示也是一种图象显示，探伤仪荧光屏的横坐标和纵坐标都是靠机械扫描来代表探头在工件表面的位置。探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而，当探头在工件表面移动时，荧光屏上便显示出工件内部缺陷的平面图象，但不能显示缺陷的深度。
C型显示、F型显示现在用得比较少。
超声波探伤仪检测不但可以做到非常准确，而且相对其他检测方法来说更为方便、快捷，也不会对检测对象和操作者产生危害，所以受到了人们越来越普遍的欢迎，有着非常广阔的发展前景。
折叠编辑本段数字式超声波探伤仪
折叠技术特点
1.500个探伤通道
2.内置探伤标准，可自由调出
3.集超声检测、测厚双重功能于一机4.真彩显示器：多种颜色可选
5.高速USB接口与计算机通讯
6.PC-soft可自动生成探伤报告
7.实时显示SL、EL、GL、RL定量值
9.大容量、高性能锂电池，连续工作时间可达7-10小时
10.手带、挂带、腰带，更适合于现场、野外、高空作业
11.体积小、重量轻，便于现场操作
折叠功能
1.自动校准：自动测试探头的“零点”、“K值”、“前沿”及材料的“声速”；
2.自动显示缺陷回波位置如：深度d、水平p、距离s、波幅、当量dB、孔径ф值；
3.自由切换标尺；
4.自动录制探伤过程并可以进行动态回放；
5.自动增益、回波包络、峰值记忆功能；
6.探伤参数可自动测试或预置；
7.数字抑制，不影响增益和线性；
8.多个独立探伤通道，可自由输入并存储任意行业的探伤标准，现场探伤无需携带试块；
9.可自由存储、回放波形及数据；
10.DAC、AVG曲线自动生成并可以分段制作，取样点不受限制，并可进行修正与补偿；
11.自由输入各行业标准；
12.与计算机通讯,实现计算机数据管理,并可导出Excel格式、A4纸张的探伤报告；
13.实时时钟记录:实时探伤日期、时间的跟踪记录，并存储；
14.增益补偿：对表面粗糙度、曲面、厚工件远距离探伤等因素造成的Db衰减可进行修正；
15.动态存储功能，可存储数小时；
16.屏幕拓展功能，图像清晰视野开阔
所述以上功能都是模拟超声探伤仪无法实现的。
折叠编辑本段技术参数
扫描范围： 0～10000mm钢纵波
工作频率： 0.2MHz～20MHz
垂直线性误差： ≤2.5%
水平线性误差： ≤0.1%
灵敏度余量： >68dB（深200mmΦ2平底孔）
分 辨 力： >42dB（5N14）
动态范围： ≥36dB
噪声电平： <6%
硬采样频率： 150MHz，倍频最大为4，最大运行速度 600MHZ，波形高度保真
重复发射频率： 100~1000HZ
声速范围： 0～20000（m/s）
工作方式： 单晶探伤、双晶探伤、穿透探伤，
数字抑制： （0～80）%，不影响线性与增益
工作时间： 连续工作7小时以上（锂电池）
环境温度： （-20～70）℃（参考值）
相对湿度： （20～95）% RH
折叠编辑本段技术资料
核心组成部分
主要技术指标说明
1.灵敏度
超声波探伤中灵敏度一般是指整个探伤系统（仪器和探头）发现最小缺陷的能力。发现缺陷愈小，灵敏度就愈高。
仪器的探头的灵敏度常用灵敏度余量来衡量。灵敏度余量是指仪器最大输出时（增益、发射强度最大，衰减和抑制为0），使规定反射体回波达基准高所需衰减的衰减总量。灵敏度余量大，说明仪器与探头的灵敏度高。灵敏度余量与仪器和探头的综合性能有关，因此又叫仪器与探头的综合灵敏度。
1.盲区与始脉冲宽度
盲区是指从探测面到能够发现缺陷的最小距离。盲区内的缺陷一概不能发现。
始脉冲宽度是指在一定的灵敏度下，屏幕上高度超过垂直幅度20%时的始脉冲延续长度。始脉冲宽度与灵敏度有关，灵敏度高，始脉冲宽度大。
1.分辨力
仪器与探头的分辨力是指在屏幕上区分相邻两缺陷的能力。能区分的相邻两缺陷的距离愈小，分辨力就愈高。
1.信噪比
信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信号幅度与无用的噪声杂波幅度之比。信噪比高，杂波少，对探伤有利。信噪比太低，容易引起漏检或误判，严重时甚至无法进行探伤。
折叠编辑本段采购事项
目前市场上有一些数字超声波探伤仪不符合国家的相关标准。2005年国家颁布最新标准《JB/T10061-1999：A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》。在这部新标准启用的同时，还颁布了《JJG746-2004超声波探伤仪检定规程》。国家首次对数字超声波探伤仪的检定规程作了详细解释。
由于超声波探伤仪是一种十分专业的仪器，不是专业人员，根本无法了解这种仪器，所以很多造假者钻了漏洞。国内一些厂家利用数字超声波探伤可以作假的特点，大肆生产不合格产品。
如果您不具备专业检测工具，以下简单检测方法可以帮您鉴别真伪：
1、在不连接探头的状态下，将增益调到最大，屏幕上的波形不能超过屏幕的10%，如果超过，此仪器不合格。
2、看垂直线性是否合格、方法
3、还有一些指标需要专用试块。建议新仪器送到省级计量测试所去鉴定，以免上当。
4、价格极低。