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第2章超声检测仪器原理
1.探头
2.仪器
超声仪器原理第三
2.3.1超声探头
1.压电效应
2.探头种类
3.探头结构
4.探头参数
超声仪器原理第三
1.压电效应
n正压电效应：有些单晶和多晶陶瓷材料在应力作用下产
生应变时，晶体中就会产生极化或电场，这种效应称为
正压电效应。接收超声波
n逆压电效应：当压电晶片受发射电脉冲激励后产生振动，
即可发射声脉冲，这种效应称为逆压电效应。发出超声
波
n本质：弹性体+电介质；晶胞结构不对称
n压电材料：具有压电效应的晶体材料称为压电材料。压
电材料分为单晶和多晶两大类。压电单晶（石英、硫酸
锂等）；压电陶瓷（多晶，钛酸铅等）——压电晶体（
压电晶片，晶片）
超声仪器原理第三3
n压电晶片在厚度方向做一维受迫振动，产
生纵波。
n纵波倾斜入射（α=α~α），经折射产生
ⅠⅡ
波
n谐振时(此时f最高)，基频f=C/2l，l
L
晶片厚度。
超声仪器原理第三4
2.探头种类
n直探头：声线垂直入射，可发射接收纵波
n斜探头：声线倾斜入射，横波或表面波
n双晶探头（分割探头）：一个晶片发射，
一个晶片接收
n以上为压电超声探头，占主流地位。另外
还有电磁超声探头和激光超声探头。
超声仪器原理第三5
探头图片
超声仪器原理第三6
3.探头结构
直探头：
直探头(纵波探头)直探头用于
发射和接收纵波，故又称为纵
波探头：直探头主要用于探测
与探侧面平行的缺陷．如板材、
锻件检测。直探头的结构如右
图所示，主要由压电晶片、保
护膜、吸收块、电线接头和外
壳等部分组成。
1—接头；2—外壳；3—阻尼
块；4—电缆线；5—压电晶片；
6—保护膜
超声仪器原理第三7
n斜探头
n斜探头又可分为纵波斜
探头，横波斜探头和表
面波斜探头。这里仅介
绍横波斜探头。横波斜
探头是利用横波检测，
主要用于探测与探测面
垂直或成一定角度的缺
陷．如焊缝检测、汽轮
机叶轮检测等。
n1—吸声材料；2—斜楔；3
—声阻尼；4—外壳；5—
电缆线；6—压电晶片
超声仪器原理第三8
n双晶探头
n又称组合式探头，两块压电晶
片装在一个探头架下，一个晶
片发射，另一个晶片接收，它
们发射和接收纵波，结构见图
示。晶片下的延迟块（有机玻
璃或环氧树脂）使声
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