在超聲波測試中單晶探頭使用長電纜的影響

探頭電纜是任何超聲探傷儀或者測厚儀系統重要的部件，但是通常不是很多操作者注意力的主題，除了確保它沒有斷掉，磨損或者其他缺陷。大多數的超聲波測試在常規的頻率范圍500 KHz到20 MHz內進行，配以長度不超過2米或者6英尺的探頭電纜。不管怎樣，在包括高測試頻率或者長電纜的應用中，意識到增加電纜長度的潛在影響是很重要的，然后按照需要調整它們。

這個操作說明書討論了很長的探頭電纜在20MHz及以下測試頻率的使用。涉及到非常高頻探頭（50MHz及更高）特殊電纜問題在這個站點的另一頁上討論

有四個因素必須要考慮：電纜反射，電纜衰減，電纜延遲和電纜噪聲干擾。當電纜長度增加，它們所有都變得越來越重要，特別當探頭長度超過20米或者65英尺。

電纜反射

在任何超聲波系統中，一個激勵脈沖或者“主脈沖信號”在典型地同軸電纜中以同光速接近的速度從儀器的脈沖發生器傳送到探頭。當激勵脈沖到達探頭，大部分電子能量轉換成聲波。仍然一部分電子能量反射回脈沖發射器，當它到達脈沖發射器，一部分能量朝探頭發射回去。（在電纜每個端反射的能量總量主要的涉及電阻抗的匹配與不匹配）。當發射脈沖再次到達探頭，在一段時間間隔后它表現為在初始脈沖后的一個二次，小激勵脈沖，等于一個往返旅行，在電纜內的電運輸時間。

在正常的短電纜測試設置中，在初始激勵脈沖后反射脈沖非?？焖俚牡竭_，對探頭性能沒有重大的影響。無論如何，電通過電纜的運輸時間接近引起探頭共鳴的周期（1/頻率），反射脈沖擴展激勵脈沖的長度，再趕回探頭。這個增加的干擾限制近表面分辨率，有時候值得注意。在延遲探頭的情況下，反射脈沖同樣趕回延遲塊界面回波，再次降低近表面分辨率。使用非常長的電纜，二次激勵脈沖被觀察，同樣在等于電纜電長度的一段時間間隔后單獨地復制底面回波。

在一些應用中，電纜反射的負面影響可以通過將單晶探頭換成雙晶探頭來避免。因為雙晶探頭使用分開的發送和接收晶片，頁因為雙晶探頭設置通常只看來自目標的*個到達回波，增加的激勵脈沖和回波干擾通常不是個問題（雖然衰減，延遲和噪聲干擾問題可能）。

在一些應用中，電纜反射可以通過設置儀器阻尼到50 ohm并在電纜的探頭端耦合一個終端負載連接器來降低。無論如何這樣可能在回波形狀上有一個不合需要的影響，在任何應用中，由于所有普通的NDT探頭有一個復雜的電阻抗輪廓，使用一個脈沖發生器用用不可能很好的匹配電阻抗。

電纜衰減

長電纜的電阻抗導致隨長度增加而增加的信號損失。由于這個原因，缺陷檢測回波幅度的跟蹤設置很重要，儀器靈敏度應該用實際用于檢測的電纜來校準。電纜算是通常非常小以至可以通過一個簡單的儀器增益調整來補償，但是在的應用中，在電纜探頭端使用一個前置放大器比較推薦。

電纜延遲

通過探頭電纜的電轉換時間是整個距離或者厚度測量的一部分，當使用接觸式或者雙晶探頭（雖然不是在使用回波-回波模式測量厚度）時。長的電纜能增加很多測量時間，如果不校零的話會產生錯誤。由于這個原因，基于測試件得到一次底面回波時間的厚度或者距離測量設置，儀器零位校準應該一直用實際測量使用的電纜來進行。只要適當的校準程序有了，這通常是一個很容易解決的問題。

電纜噪聲干擾

跟上面列出的三種情況下筆，這個不是很普通，通過長電纜的環境RF噪聲在結合了非常長的電纜，高增益，接近發動機或者焊機的電子噪聲環境的應用中是一個問題。在這種情況下，電纜噪聲會潛在的掩蓋感興趣的回波。可能的解決方案包括使用雙屏蔽同軸電纜，在電纜探頭端的遠程前置放大器，使用低通道接收濾波器來濾掉高頻噪聲成分。

下面一系列波形顯示了在一個簡單探傷儀設置下增加電纜長度的影響，使用10MHz寬帶接觸式探頭來測量10mm厚的鋼參考試塊厚度。電纜長度以6步從1米（大約3英尺）增加到60米（200）。這些波形打算展示一個長電纜影響的通用例子。當探頭頻率和帶寬改變時，明確結果是不同的。哎高頻下影響更明顯，低頻下影響比較小。

1米（3英尺）電纜