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分析影响超声波探头性能的主要因素有哪些?
点击次数:114 发布时间:2018-07-17
   超声波探头也叫超声换能器是在超声波检测过程中发射和接收超声波的装置。由吸声材料、外壳、阻尼块、斜楔块和产生超声波的压电晶片等原件组成。根据不同的用途分为许多种类,有纵波直探头、纵波斜探头、横波斜探头、表面波探头、爬坡探头等等。探头的性能直接影响超声波的特性,影响超声波的检测性能。
  超声波探头电路产生的电脉冲作到具有压电效应的晶片,使压电晶片产生逆压电效,晶片发生轴线方向和垂直轴线的径向振动,如图2所示。晶片径向振动产生杂波被吸声材料吸收,而轴向振动产生的超声波声束才是有用的声束。晶片振动方向即为超声波质点振动方向,质点振动方向与超声波声束传输方向相同,则可推断出晶片轴向振动产生的有用声束为纵波声束,斜楔块的超声波声速为有机玻璃的纵波声速。当晶片接收到一个电脉冲完成一次逆压电效应,将被固定在晶片上的阻尼块阻止余震,减少超声波余波,从而较小超声波脉冲宽度。
  探头性能的优良主要从探头的灵敏度、性噪比、分辨率、始波宽度、盲区大小等性能因素。影响探头性能的因素在于制作探头元件的材料性能,比如:采用压电陶瓷比石英制作的晶片灵敏度、分辨率、性噪比都要高,复合材料制成的压电晶片又比压电陶瓷性能好。国内的常规检测探头大部分采用压电陶瓷制成,TOFD和超声相控阵探头多采用性能更好的复合材料制。
  影响超声波探头性能因素还有吸声材料、外壳、阻尼块的材料性能以及探头制作工艺水平。国外的探头制作工艺水平要高于国产探头,其价格也比国产探头贵不少。随着国内探头的制作工艺水平不断提高,国产探头性能正在追赶甚至比肩于进口探头。
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