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第11章超声波传感器
本章知识点(技能点):



、厚度、材料硬度、淬硬层深度、晶粒度、液位和流量、残余应力和胶接强度检测中的应用
先导案例

超声波可以分为:纵波、横波和表面波。
:质点的振动方向与波的传播方向一致的波称为纵波,纵波能在固体、液体和气体中传播。
:质点振动方向与波的传播方向相垂直的波称为横波,横波只能在固体中传播。
:质点的振动介于纵波和横波之间,沿着表面传播,振幅随深度增加而迅速衰减的波称为表面波。表面波质点振动的轨迹是椭圆形,其长轴垂直于传播方向,短轴平行于传播方向。表面波只能在固体的表面传播。






超声波的产生和接收
当在压电晶片两面的电极上加上电压,它就会根据电压的正负和大小,在厚度方向产生伸缩,若加上高频电压,就会产生高频伸缩现象。如果把这个伸缩振荡耦合到检测工件材料中,材料质点就会随之产生振动,从而产生超声波在材料内传播。超声波的接收是同超声波的发射完全相反的过程,即超声波传到被检材料表面,使表面产生振动,并使压电晶片随之产生伸缩,在电极间产生电压,此电压经放大后,就可以在仪器示波屏上进行观察和测定。
磁致伸缩效应
铁磁性物质在交变的磁场中,在顺着磁场方向产生的伸缩现象,使它产生机械尺寸的交替变化,即机械振动,从而产生超声波。
超声波检测的原理
超声波检测的基本原理利用了被测物理量(如密度、流量等)与超声波声学特性的超声量(声速、衰减、声阻抗等)之间所存在的关系,通过超声量的测定来测出这些被测物理量。超声波检测多采用超声波源向被测介质发射超声波,然后接收与被测介质相作用之后的超声波,从中得到与被测量有关的信息。
超声波主要用于无损检测、厚度、材料硬度、淬硬层深度、晶粒度、液位和流量、残余应力和胶接强度等。
压电超声波传感器的结构
超声波传感器的应用
1. 超声波测厚
2. 超声波测流量