超声波探伤中的近场区与盲区是什么

在超声波探中常常会遇到两个容易混淆的概念——近场区与盲区。如何区分二者呢，看完这篇文章你就懂了。

近场区

近场区也叫菲涅尔区近场区也叫菲涅尔区，是由于波的干涉而在波源附近出现一系列声压极大值极小值的区域。波源轴线上最后一个声压极大值至波源的距离称为近场区长度。近场区的存在会导致缺陷回波的定量不准确。与近场区相近的概念还有远场区，远场区就是近场区距离（N值）以外的区域。

超声波声场图

近场区通常是由于波源附近声波干涉而产生的，近场区内的超声波声压不规律，缺陷回波定量不准。并且近场区长度是通过计算得出。具体计算公式如下：

（其中N为波长， Ds为波长， λ为波长，Fs为波源面积）

近场长度主要与声源面积的大小和频率高低有关，声源面积越大，近场长度就越大：频率越高、波长λ越小，近场长度越大。由于近场区检测定量困难，处于极小值的较大缺陷回波可能较低，而处于极大值的较小缺陷回波由于声压的叠加而较高，所以极易引起误判，甚至漏检。所以不适合在近场区内进行超声波探伤。在近场区内，实际声场与理想声场存在明显区别，实际声场轴线上声压虽也存在极大极小值，但波动幅度小，极值点的数量也明显减少。

盲区

超声波探伤仪在探伤时由于换能器（探头）发送超声波后产生余震导致不能识别回波,造成一部分区域检测不到,这部分区域就叫做盲区。盲区有时候也被称为分辨力。在超声波检测系统中，分辨力分为横向分辨力和纵向分辨力，其中纵向分辨力又被分为入射分辨力（上盲区）和底面分辨力（下盲区）。

     盲区主要是由于仪器的发射脉冲特点和放大器性能而引起。盲区是缺陷回波信号不能被放大显示出来的区域。其大小需通过测试测出。盲区大小测试主要有以下两种方式：

（1）测发射脉冲的死区时间（指的是脉冲回波技术时，放大器由于发射脉冲而饱和，使得发射脉冲启始后无法响应输入信号的时间）

见EN12668.1:2010和ISO22232-1-2020中的相应部分，得出的是时间，一般要求是不大于10μs。ISO22232-1-2020规定的测试示意图如下：

（2）采用试块近似测试

通用原理就是探测不同深度的反射体，找到最近的那个反射体，要求该反射体的回波能和始脉冲独立识别，这个最近的距离就是盲区。得出的距离。通常利用CSK-1A试块上Φ50有机玻璃圆弧面距两侧边缘5mm和10mm的边距来测盲区大小，若探头置于I处有独立回波则盲区小于等于5mm。若I处无独立回波，II处有独立回波，则盲区在5～10mm之间。若II处仍无独立回波，则盲区大于10mm。（此处的“独立”意思是回波高度超过满屏50%以上时，且回波前沿和始波后沿相交的波谷满足低于10%满刻度）盲区的测试还可以用DZ-I试块进行，测试原理相同。

DZ-1标准试块

影响盲区大小的因素主要有三个（仪器的发射功率、信号带宽和探头的设计）发射功率大，检测灵敏度大，信号强度大，始脉冲宽，盲区大。所以在达信号的带宽越窄，信号脉冲宽度越大，盲区越大。通过提高仪器和探头的组合带宽，可以有效减少盲区；采用延迟块可以减少盲区，双晶探头采用一发一收形式，发射晶片和接收晶片之间采用隔声层隔离，克服了发射声束和接收声束间的相互干扰和阻塞，同时也带有延迟块，也可以有效减少盲区。