超声波检测探头.pptx

超声波检测设备与器材(三)

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

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

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
d33
g33
Kt
C
Z
Qm
Tc
Nt
单
晶
材
料
石英

5



104-6
550

硫酸锂
16




75

碘酸锂

32



<100
256

铌酸锂
6




>105
1200

多
晶
材
料
钛酸钡
190



30
300
115

钛酸铅
58




1050
460

PZT-4
289


4
30
500
328
2
PZT-5
374




75
365

PZT-8
225



33
100
300

1-3
复
合
材
料
SP4
310



500
325

5A1
440



80
335

5H2
680
19


75
215


分类
结构
命名法则
性能参数
应用

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

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)