超声波检测探头.pptxVIP

超声波检测设备与器材（三）4.2超声波探头超声波探头的作用电信号转换为声波声波转换为电信号控制声波的特性超声波探头分类压电型超声探头压电材料换能磁致伸缩型超声探头磁致伸缩换能电磁感应型超声波探头金属电涡流和洛伦兹力换能激光超声探头材料局部热膨胀（热波）和干涉测振技术压电式超声波探头4.2.1压电效应和材料换能原理：形变造成带电粒子定向的偏移产生电场，或反过来，电场力使带电粒子位移产生形变。单晶材料或多晶材料（须极化）正压电效应（压力Pressure产生电压Electric）-接收逆压电效应（电压产生应变）-发射4.2.2压电材料特性参数压电应变参数d33单位电场变化产生应变变化，决定发射灵敏度压电电压参数g33单位应力变化产生电场变化，决定接收灵敏度介电常数ε影响电阻抗机电耦合系数K电声能量转换效率机械品质因子Qm影响激发脉冲宽度频率常数N声速的一半，用于计算晶片厚度：居里温度Tc压电材料失效温度压电材料特性参数名称d33g33KtCZQmTcNt单晶材料石英2.3150.15.7415.2104-65502.87硫酸锂1617.50.35.4711.2752.73碘酸锂18.1320.514.131806铌酸锂62.30.497.434.810512003.7多晶材料钛酸钡1901.80.385.47303001152.6钛酸铅583.30.434.2432.810504602.12PZT-42892.60.514305003282PZT-53742.480.494.3533.7753651.89PZT-82252.50.484.58331003002.071-3复合材料SP431026.90.574.425003252.215A144025.50.624025H2680190.653964.2压电式超声波探头分类结构命名法则性能参数应用4.2.4压电探头分类耦合方式分类液膜接触式液浸非接触式轮式接触波型分类纵波探头横波探头爬波探头表面波探头工作方式分类单晶探头双晶分割探头组合阵列探头相控阵探头其他聚焦探头高温探头4.2.3探头结构压电晶片前衬（吸声、匹配、保护）后衬（匹配、吸声、支撑）楔块透镜外壳接头接触式直探头结构压电晶片前衬（吸声、匹配、保护）后衬（匹配、吸声、支撑）外壳接头纵波垂直入射主要参数频率晶片尺寸（圆）??扩散角近场区表钢纵波近场区表F356810121520251.250.481.321.913.395.307.6311.9221.1933.102.50.952.653.816.7810.5915.2523.8342.3766.2151.915.307.6313.5621.1930.5147.6784.75132.427.52.867.9411.4420.3431.7845.7671.50127.12198.62103.8110.5915.2527.1242.3761.0295.34169.49264.83155.7215.8922.8840.6863.5691.53143.01254.24397.25钢横波近场区表F356810121520251.250.872.413.476.179.6513.8921.7038.5860.282.51.744.826.9412.3519.2927.7843.4077.16120.5653.479.6513.8924.6938.5855.5686.81154.32241.137.55.2114.4720.8337.0457.8783.33130.21231.48361.69106.9419.2927.7849.3877.16111.11173.61308.64482.251510.4228.9441.6774.07115.74166.67260.42462.96723.38接触式直探头应用接触工件耦合剂薄膜或加橡胶膜和甘油近场区-声压波动较大，灵敏度不稳定近表面盲区-发射脉冲反冲和放大器阻塞时间内扩散角接触式斜探头结构压电晶片后衬（匹配、吸声、支撑）楔块外壳接头折射斜向声波主要参数频率晶片尺寸（矩形）折射角度（K值）楔块角度楔块声速及工件声速接触式斜探头折射角度计算折射公式第一临界角公式有机玻璃和钢的第一临界角27.6°，水和钢的第一临界角14.7 °第二临界角公式有机玻璃和钢的第二临界角57.8°水和钢的第二临界角27.5 °入射角增大波型变化纵波（横波，表面波）爬波（横波，表面波）横波（表面波）表面波近场计算扩散角计算纵向横向例题1（解法1）例题1（解法2）斜探头近场距离计算（1）孔径投影尺寸：（2）全部在第一介质内时，近场距离为：（3）扣除入射点距离后虚拟近场距离为：（4）全部在第二介质内时，近场距离为：