三、耦合與補償
"耦合劑
超聲耦合是指超聲波在探測面土的聲強透射率。聲強透射率高,超聲耦合好。為了提高耦合效果,在探頭與工件表面之間施加的二層透聲介質稱為耦合劑。耦合劑的作用在于排除探頭與工件表面之間的空氣,使超聲波能有效地傳入工件,達到檢測的目的。此外耦合劑還有減少摩擦的作用。一般耦合劑應滿足以下要求:
()能潤濕工件和探頭表面,流動性、粘度和附著力適當,不難清洗。
()聲阻抗高,透聲性能好。
()來源廣,價格便宜。
(%)對工件無腐蝕,對人體無害,不污染環境。
(&)性能穩定,不易變質,能長期保存。
超聲波檢測中常用耦合劑有機油、變壓器油、甘油、水、水玻璃等。它們的聲阻抗 ’如下:
耦合劑 機油 水 水玻璃 甘油
’ ( )* +,•-. •/ . " 0 " & " 1 " %
可見,甘油聲阻抗高,耦合性能好,常用于一些重要工件的精確檢測,但價格較貴,且對工件有腐蝕作用。水玻璃的聲阻抗較高,常用于表面粗糙的工件檢測,但清洗不太方便,且對工件有腐蝕作用。水的來源廣,價格低,常用于水浸檢測,但易使工件生銹。機油和變壓器油粘度、流動性、附著力適當,對工件無腐蝕、價格也不貴。因此是目前應用最廣的耦合劑。
此外,近年來化學漿糊也常用做耦合劑,耦合效果比較好。
"影響聲耦合的主要因素
影響聲耦合的主要因素有:
()耦合層厚度的影響。耦合層厚度對耦合有較大的影響。當耦合層厚度為 ( %的奇數倍時,透聲效果差,耦合不好,反射回波低。當耦合層厚度為 (的整數倍或很薄時,透聲效果好,反射回波高。
()表面粗糙度的影響。工件表面粗糙度對聲耦合有明顯的影響。對于同一耦合劑,表面粗糙度高,耦合效果差,反射回波低。聲阻抗低的耦合劑,隨粗糙度的變化,耦合效果降低得更快。但粗糙度也不必太低,因為粗糙度太低,耦合效果無明顯增加,而且使探頭因吸附力大而移動困難。
()耦合劑聲阻抗的影響。耦合劑的聲阻抗對耦合效果也有較大的影響。對于
•&*2•
同一探測面,耦合劑聲阻抗大,耦合效果好,反射回波高,例如表面粗糙度 " %%&時, ’ ()* +%,-.•& /( •0 /的甘油耦合回波比 ’)1 +%,-.•& /(,2 /的水耦合回波高 ,34 5 634。
(*)工件表面形狀的影響。工件表面形狀不同,耦合效果不一樣,其中平面耦合效果最好,凸曲面次之,凹曲面最差。因為常用探頭表面為平面,與曲面接觸為點接觸或線接觸,聲強透射率低。特別是凹曲面,探頭中心不接觸,因此耦合效果更差。不同曲率半徑的耦合效果也不相同,曲率半徑愈大,耦合效果愈好。
7)表面耦合損耗的測定和補償
在實際檢測中,當調節檢測靈敏度用的試塊與工件表面粗糙度、曲率半徑不同時,往往由于工件耦合損耗大而使檢測靈敏度降低。為了彌補耦合損耗,必須增大儀器的輸出來進行補償。
中國航空網 www.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址:飛機檢測與維修實用手冊 2(66)