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分析影響超聲波探頭性能的主要因素有哪些?
點擊次數(shù)：1967 更新時間：2018-10-17
超聲波探頭也叫超聲換能器是在超聲波檢測過程中發(fā)射和接收超聲波的裝置。由吸聲材料、外殼、阻尼塊、斜楔塊和產(chǎn)生超聲波的壓電晶片等原件組成。根據(jù)不同的用途分為許多種類,有縱波直探頭、縱波斜探頭、橫波斜探頭、表面波探頭、爬坡探頭等等。探頭的性能直接影響超聲波的特性，影響超聲波的檢測性能。
超聲波探頭電路產(chǎn)生的電脈沖作到具有壓電效應(yīng)的晶片,使壓電晶片產(chǎn)生逆壓電效,晶片發(fā)生軸線方向和垂直軸線的徑向振動,如圖2所示。晶片徑向振動產(chǎn)生雜波被吸聲材料吸收,而軸向振動產(chǎn)生的超聲波聲束才是有用的聲束。晶片振動方向即為超聲波質(zhì)點振動方向,質(zhì)點振動方向與超聲波聲束傳輸方向相同,則可推斷出晶片軸向振動產(chǎn)生的有用聲束為縱波聲束,斜楔塊的超聲波聲速為有機玻璃的縱波聲速。當(dāng)晶片接收到一個電脈沖完成一次逆壓電效應(yīng),將被固定在晶片上的阻尼塊阻止余震,減少超聲波余波,從而較小超聲波脈沖寬度。
探頭性能的優(yōu)良主要從探頭的靈敏度、性噪比、分辨率、始波寬度、盲區(qū)大小等性能因素。影響探頭性能的因素在于制作探頭元件的材料性能,比如:采用壓電陶瓷比石英制作的晶片靈敏度、分辨率、性噪比都要高,復(fù)合材料制成的壓電晶片又比壓電陶瓷性能好。國內(nèi)的常規(guī)檢測探頭大部分采用壓電陶瓷制成,TOFD和超聲相控陣探頭多采用性能更好的復(fù)合材料制。
影響超聲波探頭性能因素還有吸聲材料、外殼、阻尼塊的材料性能以及探頭制作工藝水平。國外的探頭制作工藝水平要高于國產(chǎn)探頭,其價格也比國產(chǎn)探頭貴不少。隨著國內(nèi)探頭的制作工藝水平不斷提高,國產(chǎn)探頭性能正在追趕甚至比肩于進口探頭。
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