超声波检测探头.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010-6-23,#,超声波检测设备与器材（三）,超声波探头,1.,超声波探头概述,电信号转换为声波,声波转换为电信号,控制声波的特性,2.,超声波探头分类,压电型超声探头,压电材料换能,磁致伸缩型超声探头,磁致伸缩换能,电磁感应型超声波探头,金属电涡流和洛伦兹力换能,激光超声探头,材料局部热膨胀（热波）和干涉测振技术,3.,压电式超声波探头,3.1压电效应和材料,换能原理：形变导致带电粒子定向的偏移产生电场，或反过来，电场力使带电粒子位移产生形变。,单晶材料或多晶材料（须极化）,正压电效应（压力产生电压）,逆压电效应（电压产生应变）,3.2,压电材料特性参数,压电应变参数d33,单位电场变化产生应变变化，决定发射敏捷度,压电电压参数g33,单位应力变化产生电场变化，决定接受敏捷度,介电常数,影响电阻抗,机电耦合系数K,电声能量转换效率,机械品质因子Qm,影响激发脉冲宽度,频率常数N,声速的二分之一,居里温度Tc,压电材料失效温度,3.2,压电材料特性参数,名称,d,33,g,33,K,t,C,Z,Q,m,T,c,N,t,单,晶,材,料,石英,2.31,5,0.1,5.74,15.2,10,4-6,550,2.87,硫酸锂,16,17.5,0.3,5.47,11.2,75,2.73,碘酸锂,18.1,32,0.51,4.13,18.5,10,5,1200,3.7,多,晶,材,料,钛酸钡,190,1.8,0.38,5.47,30,300,115,2.6,钛酸铅,58,3.3,0.43,4.24,32.8,1050,460,2.12,PZT-4,289,2.6,0.51,4,30,500,328,2,PZT-5,374,2.48,0.49,4.35,33.7,75,365,1.89,PZT-8,225,2.5,0.48,4.58,33,100,300,2.07,1-3,复,合,材,料,SP4,310,26.9,0.57,4.42,500,325,2.21,5A1,440,25.5,0.62,4.04,80,335,2.02,5H2,680,19,0.65,3.92,75,215,1.96,3.3,压电式超声波探头,3.3.1分类,3.3.2构造,3.3.3命名法则,3.3.4性能参数,3.3.5应用,3.3.1,探头分类,耦合方式分类,液膜接触式,液浸非接触式,轮式接触,波型分类,纵波探头,横波探头,爬波探头,表面波探头,工作方式分类,单晶探头,双晶分割探头,组合阵列探头,相控阵探头,其他,聚焦探头,高温探头,3.3.2探头构造,压电晶片,前衬（吸声、匹配、保护）,后衬（匹配、吸声、支撑）,楔块,透镜,外壳,接头,3.3.3.1,接触式直探头,构造,压电晶片,前衬（吸声、匹配、保护）,后衬（匹配、吸声、支撑）,外壳,接头,纵波垂直入射,重要参数,频率,晶片尺寸（圆）,带宽,近场区表,F,3,5,6,8,10,12,15,20,25,1.25,0.48,1.32,1.91,3.39,5.30,7.63,11.92,21.19,33.10,2.5,0.95,2.65,3.81,6.78,10.59,15.25,23.83,42.37,66.21,5,1.91,5.30,7.63,13.56,21.19,30.51,47.67,84.75,132.42,7.5,2.86,7.94,11.44,20.34,31.78,45.76,71.50,127.12,198.62,10,3.81,10.59,15.25,27.12,42.37,61.02,95.34,169.49,264.83,15,5.72,15.89,22.88,40.68,63.56,91.53,143.01,254.24,397.25,F,3,5,6,8,10,12,15,20,25,1.25,0.87,2.41,3.47,6.17,9.65,13.89,21.70,38.58,60.28,2.5,1.74,4.82,6.94,12.35,19.29,27.78,43.40,77.16,120.56,5,3.47,9.65,13.89,24.69,38.58,55.56,86.81,154.32,241.13,7.5,5.21,14.47,20.83,37.04,57.87,83.33,130.21,231.48,361.69,10,6.94,19.29,27.78,49.38,77.16,111.11,173.61,308.64,482.25,15,10.42,28.94,41.67,74.07,115.74,166.67,260.42,462.96,723.38,钢纵波近场区表,钢横波近场区表,3.3.3.1,接触式直探头,应用,近场区,-,声压波动较大,近表面盲区,-,发射脉冲反冲和放大器阻塞时间内,3.3.3.2,接触式斜探头,构造,压电晶片,后衬（匹配、吸声、支撑）,楔块,外壳,接头,折射斜向声波,重要参数,频率,晶片尺寸（矩形）,折射角度（K值）,3.3.3.2,接触式斜探头,折射角度计算,折射公式,第一临界角,公式,有机玻璃和钢的第一临界角,27.6,，,水和钢的第一临界角,14.7,第二临界角,公式,有机玻璃和钢的第二临界角,57.8,水和钢的第二临界角,27.5,入射角增大波型变化,纵波（横波，表面波）,爬波（横波，表面波）,横波（表面波）,表面波,近场计算,3.3.3.3,双晶直探头,构造,压电晶片,后衬（匹配、吸声、支撑）,楔块,隔声层,外壳,接头,纵波垂直入射,重要参数,频率,晶片尺寸（矩形）,聚焦深度,3.3.3.3,接触式双晶直探头,应用特点,近场盲区小,声场菱形聚焦不均匀,窄晶片双晶探头改善距离波幅特性,3.3.3.4,接触式聚焦探头,构造,压电晶片,后衬（匹配、吸声、支撑）,透镜楔块,外壳,接头,3.3.3.5,水浸平探头,构造,压电晶片,前衬（吸声、匹配、保护）,后衬（匹配、吸声、支撑）,外壳,接头,重要参数,频率,晶片尺寸,3.3.3.6,水浸聚焦探头,折射角度计算,折射公式,第一临界角,公式,水和钢的第一临界角,14.5,第二临界角,公式,水和钢的第二临界角,27.7,入射角变化波型特点,纵波（横波，表面波）,爬波（横波，表面波）,横波（表面波）,表面波,聚焦计算,透镜曲率,焦距折算,焦柱长度,焦点尺寸,3.3.3.6,水浸聚焦探头,构造,压电晶片,后衬（匹配、吸声、支撑）,透镜,外壳,接头,重要参数,频率,晶片尺寸,水中焦距,聚焦类型（点，线）,3.3.3.6,高温探头,构造,压电晶片（耐高温材料）,后衬（匹配、吸声、支撑）,延时降温楔块,外壳,接头,3.3.3.7,特殊角度的单双晶探头,爬波探头,表面波探头,转换波形探头,横波探头,导（板）波探头,3.3.3.8,多通道阵列探头,3.3.3.9,相控阵探头,晶元数：,32,晶元间距：,0.6mm,晶元宽度：,0.5mm,晶元长度：,10mm,中心频率：,5MHz,孔径长度：,32X0.6=19.2mm,前面材料声阻抗：,3.5,脉冲宽度：,3,周期,3.3.4,探头型号命名法则,频率,材料,尺寸,种类,特性,3.3.4.1,材料,材料,代号,锆钛酸铅陶瓷,P,钛酸钡陶瓷,B,钛酸铅陶瓷,T,铌酸锂单晶,L,碘酸锂单晶,I,石英单晶,Q,其他,N,3.3.4.2,种类代号,种类,代号,直探头,Z,斜探头,K,K,斜探头,(,角度,),X,分割探头,FG,水浸聚焦,SJ,表面波,BM,可变角,KB,3.3.5,压电超声波探头性能参数,相对敏捷度,始波宽度,回波频率,回波宽度,声轴偏移,声束宽度,距离幅度特性,等效阻抗,折射角度,前沿距离,