超声波流量计探头及换能器原理  一五四

[4]斜楔材料的加工性能:

斜楔材料应具有良好的加工性能,便于加工制作,而且也应兼顾经济效益(材料价格与加工费用).

除了上述四方面外,在特殊应用场合,有时也要采用金属斜楔,如钢,铝,铜等材料,用以满足特殊检测时对斜楔的声速,声阻抗等要求,例如利用钢斜楔实现对钢工件斜入射纵波检测.

(2)斜楔形状的设计

斜楔材料确定后,关键的问题即是设计斜楔形状,使得晶片发射的超声波在斜楔底面上反射的部分不致因楔内反射返回晶片而造成干扰.斜楔形状的设计应使楔内回波走向死角,经多次反射,散射而衰减消耗掉.为了提高消除楔内回波的效果,还可在斜楔端面,顶面上设置声陷阱,贴附吸声材料(如吸收块等),把到达斜楔端面或顶面上的声能吸收掉(见图6.17).图6.18示出一种典型的斜探头斜楔(称为K形斜楔)并标出了楔内回波的声路和声陷阱.

图6.18 典型斜楔示意图

图6.18中斜楔端面和顶面加工成锯齿形侧面作为声陷阱,入射角α值视斜探头具体要求确定,当需要应用折射纵波时,α角在0°-αI/2(αI为第一临界角)以内,因为入射角超过第一临界角的一半后,折射横波分量已明显增强,并且随入射角的继续增大而不断加强,折射纵波分量则明显减弱下去,当需要应用折

射横波时,α角在αI与αII之间(αII为第二临界角),当需要激发瑞利表面波时,则α角大于αII...等等.斜楔上晶片发射纵波的声轴线与斜楔底面的交点是对被检测工件的声束入射点,入射点到斜探头前端面的距离L称为探头前沿距离或前沿长度,简称探头前沿.

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