钢板受控射流超声检测用线聚焦探头检测灵敏度的影响因素

沈功田

(1.南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,南昌 330063； 2.中国特种设备检测研究院,北京 100029)

当前钢板生产普遍使用接触式超声进行检测(也称水膜法检测)，该方法利用耦合水膜传导超声信号，耦合水膜厚度通常为1 mm[1]左右。在实际钢板在线检测过程中，换能器磨损严重，检测成本高。水膜的厚度变化对检测结果影响很大[2]，以频率为5 MHz的探头为例，水膜厚度变化0.075 mm，检测同一个缺陷的理论回波声强相差12 dB[3]。接触式检测对水膜厚度控制的要求极高，对实际钢板的表面状况来说，缺陷定量检测的可重复性差，设备的稳定性和可靠性较差，极易出现漏检的情况。

美国GE等[4-5]公司开发了水浸、局部水浸耦合的钢板非接触式超声检测设备，解决了传感器磨损的问题，并且能够实现自动化检测。为了提高钢板缺陷的检测能力和降低检测成本，奥瑞视(北京)科技有限公司与中国特种设备检测研究院于2019年下半年达成合作，对一条长为5 m的生产线实施检测设备改造，设计了一套中厚钢板受控射流超声自动检测系统。受控射流方法是局部水浸方法的一种，其采用射流腔体将耦合剂引导到钢板表面，通过水浸线聚焦探头对钢板进行在线检测。

水浸聚焦超声探头具有非接触、检测精度高、可重复性好、易实现自动化等优点，是未来水浸超声检测的发展方向[6]。相比于平探头，聚焦探头具有检测精度高以及信噪比高的优点。聚焦探头分为线聚焦探头和点聚焦探头，线聚焦探头的聚焦区域比点聚焦探头的大，检测效率更高。……