超声波流量计探头及换能器原理  一六九

七.声束扩散角

平面晶片探头发出的超声波束在原厂区会以一定的角度发散,其声束边缘与声轴线的夹角称为声束扩散角(或者称半扩散角),在实际应用中,需要通过具体测量来确定.通常测定θ-3dB和θ-6dB.斜探头的折射声束由于倾斜晶片中心上下侧的入射角稍有不同,以至折射声束的扩散与声轴线有不对称现象存在,故有前扩散角和后扩散角之分.

八.等效阻抗

这是对探头施加一定声负载的条件下测定的探头输入端电阻抗绝对值.

九.距离-振幅特性

探头发出的超声波在介质中传播时,遇到不同声阻抗的界面将有反射产生,我们把标准试块中人工反射体(尺寸一定)的回波高度随声程变化的特性以实测曲线反映出来,即称为该探头在特定条件下的距离-振幅曲线.不同的探头与不同的超声仪组合,对一定材料中一定尺寸的人工反射体有不同的距离-振幅特性,而且,使用一段时间后的探头,由于磨损,老化等原因,其距离-振幅特性也会有变化,因此,这是一个需要定期校验的特性.

十.分辨率

超声检测时,对声路中缺陷的分辨能力即是分辨率,可以分为:

1.近表面分辨率:过去也叫做上盲区,在一定灵敏度下从探测面到能探测出最近的一定尺寸的缺陷(用人工反射体表示)的距离,称为近表面分辨率.近表面分辨率的好坏与探头的始波占宽,超声仪的阻塞时间,灵敏度以及探侧面的表面粗糙度等都有关.

2.远距离分辨率,也称纵向分辨率:在一定灵敏度下对声路方向相隔距离一定,尺寸一定的两个缺陷(人工反射体)探测时,在超声仪示波屏上能把这两个缺陷区分开来的能力称为远距离分辨率,其大小与脉冲宽度关系密切.

3.底面分辨率:在一定灵敏度下从探测面的相对面(底面)到超声仪能探测出距离底面最近的缺陷(一定尺寸的人工反射体)距离称为底面分辨率.对于普通直探头而言,一般情况下底面分辨率高于近表面分辨率,而组合双晶探头的情况则正相反,这是要注意的.底面分辨率的大小与脉冲宽度,底面粗糙度有关.

4.横向分辨率:在一定灵敏度下,探头在探测面上横移时能区分两个在同一水平位置(垂直于声路,即相同埋藏深度)相邻一定距离的缺陷的能力称为横向分辨率,横向分辨率的大小与声束宽度相关.

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