超聲波流量計探頭及換能器原理  一五四

[4]斜楔材料的加工性能:

斜楔材料應具有良好的加工性能,便于加工制作,而且也應兼顧經濟效益(材料價格與加工費用).

除了上述四方面外,在特殊應用場合,有時也要采用金屬斜楔,如鋼,鋁,銅等材料,用以滿足特殊檢測時對斜楔的聲速,聲阻抗等要求,例如利用鋼斜楔實現對鋼工件斜入射縱波檢測.

(2)斜楔形狀的設計

斜楔材料確定后,關鍵的問題即是設計斜楔形狀,使得晶片發射的超聲波在斜楔底面上反射的部分不致因楔內反射返回晶片而造成干擾.斜楔形狀的設計應使楔內回波走向死角,經多次反射,散射而衰減消耗掉.為了提高消除楔內回波的效果,還可在斜楔端面,頂面上設置聲陷阱,貼附吸聲材料(如吸收塊等),把到達斜楔端面或頂面上的聲能吸收掉(見圖6.17).圖6.18示出一種典型的斜探頭斜楔(稱為K形斜楔)并標出了楔內回波的聲路和聲陷阱.

圖6.18 典型斜楔示意圖

圖6.18中斜楔端面和頂面加工成鋸齒形側面作為聲陷阱,入射角α值視斜探頭具體要求確定,當需要應用折射縱波時,α角在0°-αI/2(αI為第一臨界角)以內,因為入射角超過第一臨界角的一半后,折射橫波分量已明顯增強,并且隨入射角的繼續增大而不斷加強,折射縱波分量則明顯減弱下去,當需要應用折

射橫波時,α角在αI與αII之間(αII為第二臨界角),當需要激發瑞利表面波時,則α角大于αII...等等.斜楔上晶片發射縱波的聲軸線與斜楔底面的交點是對被檢測工件的聲束入射點,入射點到斜探頭前端面的距離L稱為探頭前沿距離或前沿長度,簡稱探頭前沿.

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