图3-11
超声波检测中常用的两种方法：
? 接触法：换能器通过一层薄耦合剂与材料耦合
? 液浸法：换能器和被检材料都浸在装有耦合剂（通常是水）的箱中。
图3-12
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课后练习：
1. 如下所示，许多超声仪器沿CRT显示屏的基线分为50个刻度。利用下面简
单的公式，可以使横跨显示屏的这段长度代表我们所希望的从约0.5英寸到超过100英寸的任何距离。
以下公式用来求出显示屏上每个刻度所代表的数值： 数值 ?量程?2100刻度例子：如果你想让整个显示屏代表10英寸，利用上面公式可以求出：基线上的单位刻度代表等于：
数值刻度?10?2/100?0.2\
2. 选择好合适的屏幕显示范围（量程）之后，就可以利用扫描控制旋钮将CRT
的显示信号与一已知厚度的校准试块对应起来。这一点在后面课程中还要加以讨论。
3. 许多超声仪器有100个刻度而不是50.在这种情况下，直接用100去除量程
就可求出单位刻度代表的数值。
课后测试：
1. 计算下面各显示屏中每个脉冲的深度。假设仪器已校准，用直声束探头。
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测验题
1. 使用“穿透法”时，幅度增加表示可能出现缺陷。
3. 接触法检测和液浸法检测都要求使用耦合剂。 4. 通常，增益控制钮决定可疑缺陷指示的放大倍数。 5. 扫描长度和扫描延迟是同一控制钮的两种名称。
6. 在液浸法检测中，扫描长度控制钮常用于将始脉冲移出CRT。
A、声速 C、距离
B、经过的时间 D、信号幅度
（ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）
2. “脉冲回波”式仪器发射连续声波并使用一个独立的换能器接收回波。
7. 在接触法检测的A-扫描显示中，CRT上的垂直偏转（脉冲）高度代表
8. 在检测厚工件时，距离幅度修正控制可以自动增加屏幕显示范围。（ ） 9. 显示屏共有10格50个刻度，假定使用的是直声束换能器，在15”屏幕范围
上显示一个9”深度处的缺陷。从左数有多少格。
10. 显示屏共有10格50个刻度，如果如上检测使用2.5”的显示范围，则屏幕
上脉冲的距离是多少？
11. 超声检测中使用的换能器对检测灵敏度只有微小的影响。
制的。
13. 超声波仪器中的时钟电路为换能器和扫描发性器提供电能。 14. 压电换能元件产生的低压信号需经 电路放大。 15. 超声仪器中的 类似于电视机中的显像管。
16. 超声仪器中的阻尼控制钮可使超声技术人员改变施加在压电元件上的脉冲
的周期。
17. 使用 控制，可以进行显示幅度的校准调整。 18. 增益控制用来增大或减小被检工件中的声强。
20. 换能器中压电元件的 决定了换能器的共振频率。
A、厚度 C、直径
B、位置 D、重量
（ ）
19. 超声仪器中的 控制可能影响仪器的垂直线性。 （ ）
（ ） （ ） （ ）
12. 超声波仪器的时钟电路在单位时间内产生的脉冲数量是由 控
21. 对于材料中声能衰减的电补偿可以由 控制钮来完成。 22. 扫描校准的两种基本方法是延迟控制和 控制。 23. 控制钮用来帮助监视扫描显示的某一部位。 24. 是声强的单位。
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25. 靠近CRT显示屏幕底面的水平线称为时基线或 。
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第四课 超声波的产生
专用术语
斜声束换能器 换能器的结构使得超声波以某一角度而不是垂直于试样表面传
入试样。
衰减 背衬材料 转换效率 居里温度 盲区 延迟换能器
超声波在材料中传播时能量逐渐损失。
换能器中使用的材料，可消除换能器元件产生的不需要的长振铃效应。
换能器将电能转换为机械能的能力
材料中的正负电荷（电畴）受外界影响的温度。当把极化了的材料加热到高于居里温度时，材料的极化消失。 换能器正前方检测不到缺陷的区域。
为增加近表面检测的分辨率或使换能器元件远离高温工件，换能器前垫加了声耦合材料
双晶片换能器 换能器具有分离的发射晶片和接收晶片，以提高对近表面检测的
分辨率
铁电体 极化 石英
超声波的产生 压电效应
许多种换能器可用于超声波检测，满足不同的检测需要。换能器有一个基本的相似点，就是都使用一个具有压电效应的元件。
X切向和Y切向石英晶体
石英是第一种被发现的天然压电材料，早在超声检测技术开发之前，人们就发现了石英材料的压电特性。材料能显示出压电效应是由于它的原子结构。例如，一个不受任何作用力的石英晶体，其正负电荷之间的距离相等。当受到压力时，石英晶体发生形变（或称畸变），使得距离关系发生改变。
这种原子间距离的改变使晶体产生了极性。当施加的力去除后，正负电荷相
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一种自发极化材料。当施加外电场时，它的极化方向改变。 具有电势差的状态 具有压电特性的单晶材料
漆刷式换能器 换能器的元件尺寸适宜于扫查大表面
直声束换能器 垂直于工件表面传播超声波的换能器
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