超聲波流量計(jì)探頭及換能器原理  一三二

§6.4超聲檢測(cè)用壓電換能器的種類,結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)與制作工藝的考慮因素

一.超聲檢測(cè)技術(shù)中常用壓電換能器的種類

在超聲檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用的壓電換能器是多種多樣的,但最廣泛應(yīng)用的是厚度振動(dòng)型的壓電換能器(俗稱探頭),它受激勵(lì)而產(chǎn)生的超聲波是縱波,然后可以利用超聲波的折射特性,通過適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)波型轉(zhuǎn)換,把縱波轉(zhuǎn)換成其他所需要的波型用于檢測(cè).此外,根據(jù)激發(fā)超聲波的工作頻譜,可以把探頭分為寬頻帶(窄脈沖)探頭(可窄至一周半)和窄頻帶脈沖探頭,前者主要用于要求具有較高分辨力的超聲檢測(cè),而后者則主要用于如穿透法,諧振法,聲振法等的超聲檢測(cè).

在實(shí)際應(yīng)用中,最常見的是根據(jù)探頭的用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來分類,大致上有:

1.普通直探頭:由單塊壓電晶片兼并發(fā)射與接收功能而制成的探頭,其晶片多為圓形薄片,還可分為液浸法檢測(cè)用的和直接接觸法用的探頭

2.普通斜探頭:由單塊壓電晶片兼并發(fā)射與接收功能,其晶片多為圓形,方形和矩形薄片.其上配有斜楔以改變晶片受激產(chǎn)生的縱波在界面上的入射角,利用超聲波的折射特性產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換,從而在檢測(cè)介質(zhì)中激發(fā)出所需要的波型.它主要用于直接接觸法檢測(cè),根據(jù)所激發(fā)波型的不同,可以分為:

(1)橫波探頭:用于對(duì)工件內(nèi)部及表面缺陷的橫波檢測(cè),例如檢測(cè)焊縫

(2)瑞利表面波探頭:用于對(duì)具有光潔表面的工件的表面缺陷檢測(cè),例如檢測(cè)葉片表面裂紋

(3)板波(蘭姆波)探頭:用于薄板檢測(cè)

(4)爬波探頭:用于粗糙表面工件的近表面缺陷檢測(cè)

(5)可變角探頭:可調(diào)整縱波入射角以探索適當(dāng)波型超聲波的激發(fā)條件以及調(diào)整超聲波的折射角度

此外還有如縱波斜探頭及各種適應(yīng)不同工件需要的專用探頭.

超聲波流量計(jì)