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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：1758 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、斜楔塊和產生超聲波的壓電晶片等原件組成。根據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。
超聲波探頭電路產生的電脈沖作到具有壓電效應的晶片,使壓電晶片產生逆壓電效,晶片發生軸線方向和垂直軸線的徑向振動,如圖2所示。晶片徑向振動產生雜波被吸聲材料吸收,而軸向振動產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點振動方向,質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。當晶片接收到一個電脈沖完成一次逆壓電效應,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。
探頭性能的優良主要從探頭的靈敏度、性噪比、分辨率、始波寬度、盲區大小等性能因素。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,復合材料制成的壓電晶片又比壓電陶瓷性能好。國內的常規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探頭,其價格也比國產探頭貴不少。隨著國內探頭的制作工藝水平不斷提高,國產探頭性能正在追趕甚至比肩于進口探頭。
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