超声波检测(第三章.pdfVIP

第三章仪器、探头和试块

１、超声波探伤仪

２、超声波探头

３、超声波试块

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超声波探头

超声波探头

－Ａ

１、压电效应

１〕正压电效应

晶体材料在外力拉压作用下，

产生交变电场的效应称为正

＋Ｂ压电效应。

b)正压电效应

＋

２〕负压电效应

a)石英晶体

晶体材料在交变电场作用下，

产生伸缩变形的效应称为负

压电效应。

—

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c)负压电效应

2、压电材料的主要性能参数

1)压电应变常数

压电应变常数表示在压电晶体上施加单位电压时所产生的应变大小。

式中Ｕ——施加在压电晶片两面的应力

Δt——晶片在厚度方向的变形量

压电应变常数d33是衡量压电晶体材料发射灵敏度上下的重要参数。

D33值越大，发射性能越好，发射灵敏度越高。

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2、压电材料的主要性能参数

2)压电电压常数

压电电压常数表示作用在压电晶体上单位应力所产生的电压梯度大小

式中P——施加在压电晶片两面的应力

Ｕp——晶片外表产生的电压梯度，即电压Ｕ与晶片厚度t之比，

Ｕp＝Ｕ／ｔ

压电电压常数g33是衡量压电晶体材料接收灵敏度上下的重要参数。

g33值越大，接收性能越好，接收灵敏度越高。

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2、压电材料的主要性能参数

3)介电常数

介电常数表示在压电晶体上施加单位电压时所产生的应变大小。

式中C——电容器电容

t——电容器极板距离

A——电容器极板面积

介电常数越大电容器存贮的电量越大。越小电容器放电时间越快频

率越高。编辑ppt

2、压电材料的主要性能参数

4)机电耦合系数

机电耦合系数Ｋ，表示压电材料机械难〔声能〕与电能之间的转换效率

正压电效应

负压电效应

当晶片振动时，同时产生厚度和径向两个方向的变形，因此机电耦合

系数分为厚度方向Ｋt和径向Ｋp。Ｋt越大探测灵敏度越高。Ｋp越大，

低频谐振波增多，发射脉冲变宽，导致分辨率下降，盲区增大。

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2、压电材料的主要性能参数

5)机械品质因子

压电晶片在谐振时贮存的机械能Ｅ与在一个周期内损耗的能量Ｅ

贮损

之比称为机械品质因子。

当晶片振动时，同时产生厚度和径向两个方向的变形，因此机电耦合

系数分为厚度方向Ｋt和径向Ｋp。Ｋt越大探测灵敏度越高