超声波流量计探头及换能器原理  一七二

9.欲用有机玻璃(CL=2730m/s)制作普通水浸聚焦直探头2.5P20F100DJ的声透镜,晶片为PZT-4,令水中声速C水=1450m/s,求:

a.晶片的理论厚度,b.声透镜的曲率半径,c.最佳声透镜顶部厚度的理论值,d.晶片直径的下限(满足F水=100mm时允许使用晶片的最小直径),e.焦点直径Φ0,f.焦柱长度L-6dB10.根据压电换能器的等效电路考虑降低探头品质因数的方法

11.根据常用压电材料性能参数表选择一种兼顾发射与接收性能的最佳压电材料,用于制作对铝合金(声阻抗ZAl=17x106Kg/m2s)超声检测的,中心谐振频率为10MHz的,常温下使用的压电换能器

12.某奥氏体钢板对接焊缝为X坡口埋弧自动焊,对其坡面未熔合(坡口角60°)欲作折射角60°的纯纵波检测,现使用2.5P14压电晶片,请设计斜楔材料与形状(要求无楔内回波),画出斜楔设计图并在图中标出楔内回波声路.

附:压电换能器失效的检查线索

1.接地侧开路--始脉冲振幅仍然很高,但接收信噪比大大降低甚至为零.信噪比是降低还是至零与是否出现有代替接地的高阻抗(如通过水)有关

2.高压侧(正极)开路--始脉冲振幅仍然很高,但不能接收回波脉冲信号(对单探头而言)

3.两极完全短路--始脉冲的幅度与宽度均减小,观察不到回波信号

4.两极间有低阻抗通路(如水)--始脉冲幅度降低,灵敏度降低,降低的程度与短接介质的阻抗有关

5.探头内部渗入水或油--灵敏度明显下降

6.探头阻尼不好--始脉冲显示表现为衰减非常缓慢,振铃时间过长,始波占宽很大

7.保护膜局部脱粘--声场(波束)不均匀,始波占宽加大

8.探头的指向性,波束对称性变坏或发生畸变的工艺原因主要有:

a.压电晶片破损,b.吸收块与压电晶片粘合不好,c.压电晶片与保护膜粘合不好,d.保护膜破损

超声波流量计