探頭標稱頻率、中心頻率、峰值頻率、工作頻率、探頭的回波頻率和重複頻率之間的區別???

實際生產中探頭標稱頻率、中心頻率、峰值頻率、工作頻率、探頭的回波頻率和重複頻率之間的區別：

探頭的標稱頻率也叫探頭頻率，是探頭生產廠家在探頭上標出的頻率，該頻率與壓電晶片的材料和厚度有關，例如銘牌上印有2.5P9x9K2.5的探頭，其標稱頻率為2.5MHz，鋼軌路軌儀中常見的探頭頻率為2.5MHz；焊縫探傷中若為在役焊縫或鋁熱焊焊縫，頻率要求≥2.5MHz；若為新焊接觸焊和氣壓焊焊縫組織較鋁熱焊更均勻細緻，頻率要求≥ 4MHz；若採用雙探頭法探測焊縫，因為雙探頭法聲程太長，高頻衰減嚴重，會尋致靈敏度不足，一般要求≤4MHz；大型鋼軌探傷車中除0°為3.5 MHz外，其餘探頭均為一般為2.25 MHz。

  

圖1   探頭銘牌                     圖2   頻譜

    實際上探頭髮射出的超聲波並不是單一頻率，而是由各種頻率的正弦波疊加而成頻譜，頻譜的中心為探頭的中心頻率，理論上中心頻率=標稱頻率，但由於製造精度會存在誤差，中心頻率往往分布在標稱頻率附近，例如標稱2.5MHz的探頭利用6dB法測量出的中心頻率可能為2.492MHz，2.488MHz，2.514MHz等等。圖中f終於f始之間的距離稱之為頻帶，據此，探頭可分為寬帶與窄帶探頭，寬帶探頭，餘震小，發送窄脈衝，盲區小，但靈敏度偏低；窄帶探頭，餘震大，發送寬脈衝，靈敏度高，但盲區大。探傷儀中頻帶選擇寬頻還是窄頻，以此來確定。

 探頭工作時的頻率稱為工作頻率，也成發射頻率，理論上工作頻率應該等於標稱頻率，但是由於晶片與吸收塊和保護膜粘到一起後，頻率會有所降低，探頭工作一段時間後，性能有所改變，工作頻率也會發生改變，一般測定時用頻譜分析儀測定頻譜中峰值頻率作為探頭的最佳工作頻率，所以工作頻率=峰值頻率。
探頭的回波頻率是指儀器與探頭組合使用時，超聲波從工件底面反射時的頻率，是探頭的接收頻率，該頻率存在誤差，會給探傷靈敏度的調整和缺陷定量造成偏差，一般可用示波器測試。

 

 

圖3  探頭回波頻率              圖4  脈衝重複頻率

脈衝重複頻率，是一個儀器參數。現代的超聲波檢測技術使用的是脈衝反射法，單位時間（秒）裡，探傷儀器驅動探頭髮射超聲波的次數，即就是脈衝重複頻率，例如儀器中重複頻率設置為400Hz即為儀器每秒驅動探頭髮射400次超聲波，圖4中儀器每個一段時間就像探頭髮送一次超聲波，T為周期，重複頻率為周期的倒數，而晶片振動周期t的倒數為探頭的工作頻率。對於早期的模擬式探傷儀器，重複頻率過低會造成顯示屏暗淡。對於現代的數字式探傷儀，LCD顯示屏亮度不再依賴重複頻率，重複頻率只會影響到掃查速度，因為探頭在移動的過程中，超聲波信號是間斷髮射的，如果移動的速度過快，可能會造成探頭划過某處缺陷時，反射回來的超聲波還沒達到探頭，探頭已經遠離該處，造成漏檢。這就需要更高的重複頻率，但過高的重複頻率會導致發射和接收間的幹擾，產生幻象回波（該波從屏幕左側移動到右側，俗稱「鬼波」）。

   目前鋼軌探傷儀的重複頻率為500-1000HZ，而大型鋼軌探傷車的重複頻率為10-5000HZ，若是手工掃查焊縫因速度不會過快，重複頻率設置為50～500Hz都是足夠的，設置過高會造成電池電量的浪費。