最牛超声波探头诞生， 轻松实现与智能手机通信

众所周知，超声波探头是在超声波检测过程中发射和接收超声波的装置。探头的性能直接影响超声波的特性，影响超声波的检测性能。

在超声检测中使用的探头，是利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器。探头中的关键部件是晶片，晶片是一个具有压电效应的单晶或者多晶体薄片，它的作用是将电能和声能互相转换。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。

超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。

使超声波与材料相互作用并对反射、透射和散射的波进行研究，以对材料的宏观缺陷、微观组织、力学性能等进行无损评价的技术。按原理可分穿透法、共振法和脉冲反射法三种，以后者最为常用。对于宏观缺陷的检测，常用振动频率为0.5～25MHz的短脉冲波以反射法进行，此时，在试件中传播的声脉冲遇到声特性阻抗 (材料密度 与声速相乘积)，有变化处部分入射声能可被反射。根据反射信号的有无和幅度的高低，可对缺陷的有无和大小作出评估。通过测量入射波与反射波之间的时差，可确定反射面与试件表面上入射点的距离。

为适应不同类型的试件，不同取向、位置和性质的缺陷及质量要求，可选用的波形有纵波、横波、瑞利波、兰姆波和爬波。采用特定的扫描显示方式及相应的电子线路， 可获得试件中缺陷分布及形态的图像。材料特性的无损表征主要与超声在试件中的传播速度及在传播过程中能量的衰减与材料的微观组织结构有关，如果这种关系可从先前的冶金学研究得知，表征的内容可包括：弹性方面的评价，微观组织和形态变化的描 述，分散的声不连续性和缺陷群的评定，力学性能变化和材质下降的测量 等。此法优点是：可用于金属、非金属、 复合材料制件的无损评价; 对确定内部缺陷的诸参量较之其他无损检测方法有综合优势;灵敏度高，可检出数十 μm级缺陷;仅需从一侧接近试件;设备轻便可作现场检测。主要局限性是对材料及制件做精确的定性、定量表征，仍需进一步深入研究。

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