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一个探头壳体内装有两个晶片的探头我们称之为双晶探头，又称分割式探头。由两个纵波晶片组合成的双晶探头称为纵波双晶探头，又称双晶直探头；由两个横波晶片组成的双晶探头称为横波双晶探头，又称双晶斜探头。
这两种双晶探头中，双晶直探头的应用较为广泛。双晶直探头的两个纵波晶片一个用于发射超声，一个用于接收超声。发射压电晶片大都采用发射性能好的锆钛酸铅，接收压电晶片大都采用接收性能好的硫酸锂
区别于单晶探头而言，双晶探头的发射灵敏度和接收灵敏度都更高。双晶探头的两个晶片之间有一片吸声性强、绝缘性好的隔声层，它不仅用于克服发射声束与反射声束的相互干扰和阻塞，而且能使脉冲变窄、分辨率提高、消除发射晶片和延迟块之间的反射杂波进入接收晶片，有效减少杂波。
由于双晶探头的发射部分和接收部分都带有延迟块，能使探伤盲区大幅减小，故双晶探头对表面缺陷的探伤十分有利。
正确选择双晶探头
1、探头频率的选择
超声的发射频率在很大程度上决定了超声波探伤的检测能力。频率高时，波长短，声束指向性好，扩散角较小，能量集中，因而发现小缺陷的能力则比较强、分辨力好、缺陷定位准确。但高频率超声在材料中衰减较大，穿透能力较差，反之亦然。由于双晶探头适用于较薄工件的探伤，不需要较强的穿透力。因此可以采用较高频率的探头。对于锻件，板材，棒材等晶粒细小的工件，可以采用5MHz的双晶探头（若被检工件表面较粗糙，高频超声散射较大，不易射入，则容易出现林状回波）。对于晶粒粗大，超声散射严重的材料，如奥斯体不锈钢和铸造件等，频率高时，也会出现晶界引起的林状回波，致使无法探伤，对于这一类材料，建议选用1MHz—2.5MHz的低频率双晶探头。
2、晶片尺寸的选择从以上介绍的双晶探头的工作原理来看，双晶探头探伤主要取决于双晶探头的声能集中区，跟晶片的大小没有直接的关系。双晶探头的晶片大小，只与工件探测面积的大小有关，当检测面积大时，为了提高探伤效率，宜采用晶片尺寸较大的探头。当检测面积较小，或者检测面带有一定曲率的情况下，为了减少耦合损失宜用晶片尺寸小的探头。
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