关于超声波的工作频率和脉冲重复频率

关于超声波的工作频率和脉冲重复频率

探头频率(Frequency)就是探头的标称频率，是一个探头参数，表示厂家生产的所有基于同样换能器设计的探头的均值频率，例如2.5Mhz。实际上探头发射出的超声波可以视为由各种频率的正弦波叠加而成，当通过FFT傅立叶变换进行频谱分析时，就可以在频谱图(Spectrum)上看到探头发射超声波的频率分布，分布图中超声波幅值最大的频率为探头的中心频率。由于制造精度会存在些许误差，探头的中心频率不会完全一样，也不可能正好为标称频率，而中心频率往往分布在标称频率附近，例如标称2.5Mhz的探头也许实际的中心频率为2.492Mhz，2.488Mhz，2.514Mhz等等。但凡处在标准规定的公差范围内，就不要紧，可以参考EN12688或者ASTM-E1065。 脉冲重复频率(PRF，Pulse Recurrence Frequency)，是一个仪器参数。我们知道，现代的超声波检测技术使用的是脉冲反射法，即向物体发射一个短脉冲超声波，再接收它，如此往复。那么单位时间(秒)里，探伤仪器驱动探头发射超声波的次数，就是脉冲重复频率，例如PRF设置为1kHz即为仪器每秒驱动探头发射1000次超声波。PRF对于仪器来说并不是一个非常重要的参数。对于早期的模拟式探伤仪器，CRT显示屏的亮度需要有一定的扫描信号来驱动射线管维持，因此PRF的概念显得相对重要，因为PRF过低会造成显示屏暗淡。对于现代的数字式探伤仪，LCD显示屏亮度不再依赖PRF，那么PRF就只与探头扫查速度有关:因为探头在移动的过程中，超声波信号是间断发射的，如果移动的速度过快(特别对于自动化检测设备，探头的扫查速度可以高达500mm/s)而PRF太低，可能会造成探头划过某处缺陷时，还没有超声波“照射”到缺陷，造成漏检。一般认为PRF如果低于40Hz就不具有检测的实用意义了。而我们知道，超声波的传播是需要时间的，如果PRF过高就会发生另一种情况:仪器第一次发射的超声波还没有被探头接收到，就接着发出了第二次、第三次超声波，结果第一次超声波的回波也许夹杂在了第二次激发后，这样仪器会在信号处理时发生逻辑混乱，在显示屏上无规律的显示回波跳动(我们称之为鬼影波)，对检测造成干扰。当然，对于碳钢，常见高档便携式超声波探伤仪器支持的最大PRF通常为6kHz(例如GE USN60或者Olympus Epoch1000-base)也没足以让1m厚的工件检测发生鬼影。PRF具体设置可以参照你使用的验收标准，例如有些标准(具体哪一份一下子真的不记得了)要求在设定的检测扫查速度下，缺陷被超声波有效声束“照射”到的次数不得低于2次--对于常见厚度工件(6mm~200mm)的手动检测，仪器上PRF设置为200~500Hz都是足够的，1k也没关系，只是仪器驱动探头发射超声波是需要消耗电能的，我认为PRF设置过高会缩短便携式仪器的电池使用时间。 这2个概念在了解具体含义后还是比较容易区分开的，毕竟一个是探头参数，一个是仪器参数。只是无损探伤教材上并不会说这些，都是自己摸索总结出来的。码字很辛苦，请LZ采纳，谢谢。