超聲波流量計(jì)探頭及換能器原理  一七二

9.欲用有機(jī)玻璃(CL=2730m/s)制作普通水浸聚焦直探頭2.5P20F100DJ的聲透鏡,晶片為PZT-4,令水中聲速C水=1450m/s,求:

a.晶片的理論厚度,b.聲透鏡的曲率半徑,c.最佳聲透鏡頂部厚度的理論值,d.晶片直徑的下限(滿足F水=100mm時(shí)允許使用晶片的最小直徑),e.焦點(diǎn)直徑Φ0,f.焦柱長(zhǎng)度L-6dB10.根據(jù)壓電換能器的等效電路考慮降低探頭品質(zhì)因數(shù)的方法

11.根據(jù)常用壓電材料性能參數(shù)表選擇一種兼顧發(fā)射與接收性能的最佳壓電材料,用于制作對(duì)鋁合金(聲阻抗ZAl=17x106Kg/m2s)超聲檢測(cè)的,中心諧振頻率為10MHz的,常溫下使用的壓電換能器

12.某奧氏體鋼板對(duì)接焊縫為X坡口埋弧自動(dòng)焊,對(duì)其坡面未熔合(坡口角60°)欲作折射角60°的純縱波檢測(cè),現(xiàn)使用2.5P14壓電晶片,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)斜楔材料與形狀(要求無(wú)楔內(nèi)回波),畫(huà)出斜楔設(shè)計(jì)圖并在圖中標(biāo)出楔內(nèi)回波聲路.

附:壓電換能器失效的檢查線索

1.接地側(cè)開(kāi)路--始脈沖振幅仍然很高,但接收信噪比大大降低甚至為零.信噪比是降低還是至零與是否出現(xiàn)有代替接地的高阻抗(如通過(guò)水)有關(guān)

2.高壓側(cè)(正極)開(kāi)路--始脈沖振幅仍然很高,但不能接收回波脈沖信號(hào)(對(duì)單探頭而言)

3.兩極完全短路--始脈沖的幅度與寬度均減小,觀察不到回波信號(hào)

4.兩極間有低阻抗通路(如水)--始脈沖幅度降低,靈敏度降低,降低的程度與短接介質(zhì)的阻抗有關(guān)

5.探頭內(nèi)部滲入水或油--靈敏度明顯下降

6.探頭阻尼不好--始脈沖顯示表現(xiàn)為衰減非常緩慢,振鈴時(shí)間過(guò)長(zhǎng),始波占寬很大

7.保護(hù)膜局部脫粘--聲場(chǎng)(波束)不均勻,始波占寬加大

8.探頭的指向性,波束對(duì)稱性變壞或發(fā)生畸變的工藝原因主要有:

a.壓電晶片破損,b.吸收塊與壓電晶片粘合不好,c.壓電晶片與保護(hù)膜粘合不好,d.保護(hù)膜破損

超聲波流量計(jì)