超聲波流量計探頭及換能器原理  一六九

七.聲束擴散角

平面晶片探頭發出的超聲波束在原廠區會以一定的角度發散,其聲束邊緣與聲軸線的夾角稱為聲束擴散角(或者稱半擴散角),在實際應用中,需要通過具體測量來確定.通常測定θ-3dB和θ-6dB.斜探頭的折射聲束由于傾斜晶片中心上下側的入射角稍有不同,以至折射聲束的擴散與聲軸線有不對稱現象存在,故有前擴散角和后擴散角之分.

八.等效阻抗

這是對探頭施加一定聲負載的條件下測定的探頭輸入端電阻抗絕對值.

九.距離-振幅特性

探頭發出的超聲波在介質中傳播時,遇到不同聲阻抗的界面將有反射產生,我們把標準試塊中人工反射體(尺寸一定)的回波高度隨聲程變化的特性以實測曲線反映出來,即稱為該探頭在特定條件下的距離-振幅曲線.不同的探頭與不同的超聲儀組合,對一定材料中一定尺寸的人工反射體有不同的距離-振幅特性,而且,使用一段時間后的探頭,由于磨損,老化等原因,其距離-振幅特性也會有變化,因此,這是一個需要定期校驗的特性.

十.分辨率

超聲檢測時,對聲路中缺陷的分辨能力即是分辨率,可以分為:

1.近表面分辨率:過去也叫做上盲區,在一定靈敏度下從探測面到能探測出最近的一定尺寸的缺陷(用人工反射體表示)的距離,稱為近表面分辨率.近表面分辨率的好壞與探頭的始波占寬,超聲儀的阻塞時間,靈敏度以及探側面的表面粗糙度等都有關.

2.遠距離分辨率,也稱縱向分辨率:在一定靈敏度下對聲路方向相隔距離一定,尺寸一定的兩個缺陷(人工反射體)探測時,在超聲儀示波屏上能把這兩個缺陷區分開來的能力稱為遠距離分辨率,其大小與脈沖寬度關系密切.

3.底面分辨率:在一定靈敏度下從探測面的相對面(底面)到超聲儀能探測出距離底面最近的缺陷(一定尺寸的人工反射體)距離稱為底面分辨率.對于普通直探頭而言,一般情況下底面分辨率高于近表面分辨率,而組合雙晶探頭的情況則正相反,這是要注意的.底面分辨率的大小與脈沖寬度,底面粗糙度有關.

4.橫向分辨率:在一定靈敏度下,探頭在探測面上橫移時能區分兩個在同一水平位置(垂直于聲路,即相同埋藏深度)相鄰一定距離的缺陷的能力稱為橫向分辨率,橫向分辨率的大小與聲束寬度相關.

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