超聲波單晶探頭的結(jié)構(gòu)

一、壓電晶片
　　壓電晶片多為圓板形和方型。如圖所示：
　　壓電晶片的厚度與超聲頻率成反比。例如鋯鈦酸鉛(PZT-5)的頻率厚度常數(shù)為1890千赫/毫米，晶片厚度為1毫米時，自然頻率為1.89兆赫，厚度為0.7毫米時，自然頻率約2.5兆赫。
　　壓電晶片的直徑與擴散角成反比。
　　壓電晶片的兩面敷有銀層，作為導電的極板，晶片底面接地線，晶片上面接導線引至電路上。

　　二、保護膜
　　探傷儀直探頭為避免晶片與工件直接接觸而磨損晶片，在晶片下粘合一層保護膜。
　　保護膜有軟性保護膜及硬性保護膜兩種。軟性的可用薄塑料膜(厚約0.3毫米)，與表面粗糙的工件接觸較好。硬性的可用不銹鋼片或陶瓷片。
　　保護膜的厚度，為二分之一波長的整倍數(shù)時(在保護膜中的波長)，聲波穿透率最大。厚度為四分之一波長的奇數(shù)倍時，穿透率最小。
　　保護膜的材料性質(zhì)要注意聲阻抗的匹配，設保護膜的聲阻抗為Z，晶片的聲阻抗為Z1，被測工件的聲阻抗為Z2，條件為:

　　晶片與保護膜粘合后，探頭的諧振頻率將降低。
　　保護膜與晶片粘合時，粘合層應盡可能的薄，不得滲入空氣。
　　粘合劑的配方為:
　　618環(huán)氧樹脂：二乙烯三胺:鄰苯二甲酸二丁醞=100：8：10
　　粘合后加一定壓力，放置24小時，再在60℃~80℃溫度下烘千4小時。
　　三、阻尼
　　阻尼塊又名吸收塊，其作用為降低晶片的機械品質(zhì)因數(shù)Qm，吸收聲能量。如果沒有阻尼塊，電振蕩脈沖停止時，壓電晶片因慣性作用，仍繼續(xù)振動，加長了超聲波的脈沖寬度，使盲區(qū)增大，分辨力差。如下圖所示。

壓電陶瓷片的振蕩

　　塊的聲阻抗等于晶片的聲阻抗時，效果最佳，常用的吸收塊配方如下:
　　鎢粉:環(huán)氧樹脂:二乙烯三胺(硬化劑):鄰苯二甲酸二丁脂(增塑劑)=35克:10克:0.5克:1克
　　為使晶片和阻尼塊粘合良好，在灌澆前先用丙酮清洗晶片和晶片座表面，并加熱至60~80℃再行灌澆。環(huán)氧樹脂和鎢粉應充分混合均勻。灌澆后把探頭傾斜，使阻尼塊上表面傾斜20°左右，這樣可消除聲波在吸收塊上的反射，使熒光屏上雜波減少。如上圖所示。