超聲檢測

對于利用超聲波在介質(zhì)中的傳播特性而發(fā)展起來的超聲檢測技術而言，超聲檢測過程實質(zhì)上是信號的傳輸過程。超聲波換能器作為電聲和聲電轉(zhuǎn)換器件，是超聲檢測系統(tǒng)的重要組成部分。

寬頻帶探頭與窄頻帶探頭

按照探頭頻譜特性分類，探頭可以分為寬帶窄脈沖探頭和窄帶寬脈沖探頭(或窄帶連續(xù)波探頭)。

寬帶探頭的頻率主要由晶片特性決定，通常把晶片厚度制作為1/2波長。用振蕩頻率與晶片共振頻率一樣的一段正弦振蕩激勵探頭，就可以獲得與晶片共振頻率一樣的寬脈沖。

探頭頻率也與晶片背襯的阻尼、晶片材質(zhì)、組裝在探頭內(nèi)部的線圈等因素有關。

同樣參數(shù)(頻率、晶片直徑)的探頭，由于制作工藝的差異，其性能會差別很大，并帶來頻譜特性的差異，以及對聲場造成影響。

頻帶的寬窄或脈沖寬度對聲波在材料中的衰減和信噪比、分辨力也有所影響。因此，不同探頭檢測同一試件時，可能會得到不同的結果。

探頭

有的探傷儀雖也用尖脈沖激勵探頭，但由于接收放大器是選頻的，所用探頭又不是特制的高阻尼探頭，所以在熒光屏上呈現(xiàn)的脈沖仍屬寬脈沖。窄脈沖需使用高阻尼探頭，激勵脈沖又極窄，因此窄脈沖的探測靈敏度較低。

探頭中壓電晶片與其兩側介質(zhì)的聲阻抗匹配不同時，會對探頭發(fā)射出的超聲波頻譜形狀產(chǎn)生影響。

減弱脈沖波

當探頭的壓電晶片較薄時，從晶片正面和背面激發(fā)出的脈沖波將會發(fā)生干涉現(xiàn)象。為了獲得寬頻帶的激發(fā)波，需要盡可能避免這種干涉現(xiàn)象。

Mitchell提出了一種方法來減弱壓電晶片背面激發(fā)出的脈沖波，進而獲得寬頻帶的脈沖波。采用一種特殊的壓電晶片，該晶片的壓電應力不是常數(shù)，而是沿晶片厚度方向具有一定的梯度，產(chǎn)生的頻譜加寬。

改變探頭晶片厚度及晶片與背襯材料阻抗匹配情況也可以改善發(fā)射信號的頻帶寬度。

探頭頻帶對分辨力、盲區(qū)大小以及靈敏度等都有影響，需要慎重選擇。通常，寬頻帶探頭具有脈沖寬度較小、盲區(qū)小、深度分辨力好等優(yōu)點，但靈敏度較低；

反之，窄頻帶探頭對應的脈沖寬度較寬、盲區(qū)大、深度分辨力差，但靈敏度高、穿透力強。

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