眾所周知，超聲波探頭是在超聲波檢測過程中發(fā)射和接收超聲波的裝置。探頭的性能直接影響超聲波的特性，影響超聲波的檢測性能。

在超聲檢測中使用的探頭，是利用材料的壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能、聲能轉(zhuǎn)換的換能器。探頭中的關(guān)鍵部件是晶片，晶片是一個具有壓電效應(yīng)的單晶或者多晶體薄片，它的作用是將電能和聲能互相轉(zhuǎn)換。

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻 率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。

超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。

使超聲波與材料相互作用并對反射、透射和散射的波進行研究，以對材料的宏觀缺陷、微觀組織、力學(xué)性能等進行無損評價的技術(shù)。按原理可分穿透法、共振法和脈沖反射法三種，以后者最為常用。對于宏觀缺陷的檢測，常用振動頻率為0.5～25MHz的短脈沖波以反射法進行，此時，在試件中傳播的聲脈沖遇到聲特性阻抗 (材料密度 與聲速相乘積)，有變化處部分入射聲能可被反射。根據(jù)反射信號的有無和幅度的高低，可對缺陷的有無和大小作出評估。通過測量入射波與反射波之間的時差，可確定反射面與試件表面上入射點的距離。

為適應(yīng)不同類型的試件，不同取向、位置和性質(zhì)的缺陷及質(zhì)量要求，可選用的波形有縱波、橫波、瑞利波、蘭姆波和爬波。采用特定的掃描顯示方式及相應(yīng)的電子線路， 可獲得試件中缺陷分布及形態(tài)的圖像。材料特性的無損表征主要與超聲在試件中的傳播速度及在傳播過程中能量的衰減與材料的微觀組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果這種關(guān)系可從先前的冶金學(xué)研究得知，表征的內(nèi)容可包括：彈性方面的評價，微觀組織和形態(tài)變化的描 述，分散的聲不連續(xù)性和缺陷群的評定，力學(xué)性能變化和材質(zhì)下降的測量 等。此法優(yōu)點是：可用于金屬、非金屬、 復(fù)合材料制件的無損評價; 對確定內(nèi)部缺陷的諸參量較之其他無損檢測方法有綜合優(yōu)勢;靈敏度高，可檢出數(shù)十 μm級缺陷;僅需從一側(cè)接近試件;設(shè)備輕便可作現(xiàn)場檢測。主要局限性是對材料及制件做精確的定性、定量表征，仍需進一步深入研究。

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