超声波流量计探头及换能器原理  一三二

§6.4超声检测用压电换能器的种类,结构,设计与制作工艺的考虑因素

一.超声检测技术中常用压电换能器的种类

在超声检测技术中应用的压电换能器是多种多样的,但最广泛应用的是厚度振动型的压电换能器(俗称探头),它受激励而产生的超声波是纵波,然后可以利用超声波的折射特性,通过适当的方法实现波型转换,把纵波转换成其他所需要的波型用于检测.此外,根据激发超声波的工作频谱,可以把探头分为宽频带(窄脉冲)探头(可窄至一周半)和窄频带脉冲探头,前者主要用于要求具有较高分辨力的超声检测,而后者则主要用于如穿透法,谐振法,声振法等的超声检测.

在实际应用中,最常见的是根据探头的用途和结构特点来分类,大致上有:

1.普通直探头:由单块压电晶片兼并发射与接收功能而制成的探头,其晶片多为圆形薄片,还可分为液浸法检测用的和直接接触法用的探头

2.普通斜探头:由单块压电晶片兼并发射与接收功能,其晶片多为圆形,方形和矩形薄片.其上配有斜楔以改变晶片受激产生的纵波在界面上的入射角,利用超声波的折射特性产生波型转换,从而在检测介质中激发出所需要的波型.它主要用于直接接触法检测,根据所激发波型的不同,可以分为:

(1)横波探头:用于对工件内部及表面缺陷的横波检测,例如检测焊缝

(2)瑞利表面波探头:用于对具有光洁表面的工件的表面缺陷检测,例如检测叶片表面裂纹

(3)板波(兰姆波)探头:用于薄板检测

(4)爬波探头:用于粗糙表面工件的近表面缺陷检测

(5)可变角探头:可调整纵波入射角以探索适当波型超声波的激发条件以及调整超声波的折射角度

此外还有如纵波斜探头及各种适应不同工件需要的专用探头.

超声波流量计