超聲波流量計探頭及換能器原理  一五三

由于通常利用斜探頭激發橫波,瑞利波,蘭姆波,爬波等,它們的聲速均低于縱波聲速,即折射角大于入射角才便于應用,故一般要求斜楔材料的縱波聲速低于被檢介質的縱波聲速,而且斜楔材料應具有聲速各向同性的特點,可以不受加工方向的影響.

在常溫下常用的斜楔材料主要有:

有機玻璃 CL=2730m/s 聚苯乙烯 CL=2300m/s

尼龍101 CL=2310m/s 聚碳酸酯 CL=2220m/s

聚楓(PSF) CL=2250m/s 有聲速各向異性...等等

[2]斜楔材料的聲阻抗:

考慮到超聲波透聲率的因素,應使斜楔材料的聲阻抗盡量與被檢介質的聲阻抗相近,減小聲反射率,提高透過率,上面所述的常溫下常用斜楔材料的聲阻抗為:

有機玻璃 Z=3.24x106Kg/m2·s 聚苯乙烯 Z=2.42x106Kg/m2·s

尼龍101 Z=2.4x106Kg/m2·s 聚碳酸酯 Z=2.4x106Kg/m2·s

聚楓(PSF) Z=2.67x106Kg/m2·s 有各向異性,但作為斜楔效果較好

[3]斜楔材料的聲衰減:

為保證透聲性要求,斜楔材料的超聲衰減系數應盡量小為好,上述材料的常溫下縱波衰減系數為:

有機玻璃 α=0.87dB/mm 聚苯乙烯 α=0.3dB/mm

尼龍101 α=1.52dB/mm 聚碳酸酯 α=3.28dB/mm

聚楓(PSF) α=1.24dB/mm

超聲波流量計