第3章 探頭

探頭的性能是影響檢測系統(tǒng)性能的重要因素之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計決定了探頭的規(guī)格、聲波透入材料的控制方式，以及發(fā)射和接收的性能。

符合檢測要求的探頭類型有很多，應(yīng)根據(jù)檢測需要及檢測設(shè)備選擇最適合的探頭。探頭類型主要有單晶探頭、雙晶探頭、相控陣探頭等。

常規(guī)單晶探頭主要由壓電晶片、保護(hù)膜、吸收塊、電纜接頭、延遲塊（或楔塊）和外殼等組成?？v波單晶直探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。

圖3-1 縱波單晶直探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1—接口 2—外殼 3—電纜線 4—阻尼塊 5—壓電晶片 6—保護(hù)膜

相控陣線陣探頭是在探頭長度方向上將晶片切割出若干陣元，結(jié)構(gòu)如圖3-2所示，除了連接形式，基本上和單晶探頭相同。制作相控陣探頭時，首先將單個矩形晶片封裝在背襯材料上，然后用金剛石切割機(jī)切出和壓電材料等厚的切口，再用阻尼材料填補(bǔ)這些切口，以防止串?dāng)_。根據(jù)晶片頻率（壓電材料厚度）計算晶片寬度和間距，以獲得最佳性能。將多接觸點(diǎn)連接器焊接在制備好的壓電晶片截面上，與晶片外面相連接。對于大多數(shù)領(lǐng)域，晶片寬度約為超聲波在該材料中波長的一半。垂直于掃查面的晶片長度，通常為10～15mm。由于將電極安裝在這么小的陣元上比較困難，因此其連接方式與印制電路類似，裝在柔性背襯上。如圖3-2所示，沿邊緣預(yù)制很多接觸點(diǎn)，將一個與之匹配的多芯插頭安裝在晶片兩面凸出的接觸針上。同時激發(fā)多元陣列的所有陣元發(fā)射縱波，其效果與單個完整晶片相似。

圖3-2 相控陣線陣探頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)