超声相控阵无损检测探头的频率选择需综合考虑检测需求、检测对象特性及超声传播规律，核心依据可归纳为四大维度，每个维度均直接影响检测精度与有效性。首先是检测对象的材料特性，材料的声速与衰减系数是关键指标：对于钢材、铝合金等声速稳定、衰减较小的金属材料，可选择较高频率（如 5-10MHz），因这类材料对超声波的吸收较弱，高频声束能实现更高的分辨率，精准识别微小缺陷（如直径 0.1mm 以下的气孔）；而对于铸铁、复合材料（如玻璃纤维增强塑料）等声速不均、衰减较大的材料，需选择较低频率（如 1-5MHz），避免高频声束因过度衰减导致信号微弱 —— 例如检测铸铁管道时，低频声束可穿透更厚的材料，同时减少因材料内部疏松结构产生的杂波干扰，确保缺陷信号的有效识别。
其次是检测需求的精度与深度要求，频率与检测精度、检测深度呈 “反向关联”：高频探头（如 10-20MHz）的声束波长更短（根据公式 λ=c/f，λ 为波长，c 为声速，f 为频率），分辨率更高，适用于表面或近表面缺陷检测（如管道内壁的腐蚀坑、表面裂纹），例如检测薄壁不锈钢管道的焊接接头时，高频探头可清晰区分未焊透与夹渣缺陷；而低频探头（如 0.5-2MHz）的声束穿透能力更强，适用于厚壁管道的深层缺陷检测（如壁厚 50mm 以上管道的内部裂纹），例如检测高压油气管道的壁厚减薄时，低频声束可穿透整个管壁，准确测量壁厚变化量。
再者是检测对象的几何尺寸与结构，针对小尺寸或复杂结构部件，需匹配频率以避免声束 “过覆盖” 或 “欠覆盖”：对于细口径管道（如直径小于 50mm），若选择低频探头，声束扩散角较大（根据公式 θ=arcsin (1.22λ/D)，θ 为扩散角，D 为探头直径），易导致声束覆盖管道外的无关区域，产生干扰信号，因此需选择高频探头以缩小扩散角，精准聚焦于管道内壁；对于厚壁管道的多层结构（如带防腐层的管道），低频探头可穿透防腐层与管壁，减少界面反射信号的干扰，而高频探头易在防腐层与管壁的界面产生强烈反射，影响缺陷信号的识别。
最后是检测环境与耦合条件，恶劣环境或差耦合条件需通过频率调整提升检测稳定性：在高温环境（如管道运行温度高于 100℃）下，高频探头的压电晶片性能易受温度影响，导致频率漂移，因此需选择耐高温的低频探头；在耦合条件较差的场景（如管道表面有轻微锈蚀），低频声束对耦合层厚度的敏感度较低（高频声束需严格控制耦合层厚度，否则信号衰减严重），可通过低频探头减少耦合不良对检测结果的影响，确保缺陷信号的稳定采集。https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/ndt-tutorials/intro/ut/
