2.探頭的時(shí)間響應(yīng)特性(暫態(tài)特性)
探頭時(shí)間響應(yīng)特性也叫探頭的暫態(tài)特性。由于超聲波換能器大都工作在暫態(tài)狀態(tài)下，對(duì)暫態(tài)下信號(hào)傳輸特性的分析是深入了解超聲波信號(hào)頻譜特性的基礎(chǔ)。所謂暫態(tài)特性分析，是討論探頭在已知電脈沖激勵(lì)下，在負(fù)載中產(chǎn)生的超聲波脈沖的相應(yīng)特性，或探頭在負(fù)載中產(chǎn)生的超聲波由界面反射回來后又被探頭接收輸出的電脈沖響應(yīng)特性;也包括在一個(gè)已知的入射聲波脈沖作用下，探頭輸出的電脈沖響應(yīng)特性。
根據(jù)暫態(tài)特性分析理論，對(duì)于機(jī)電耦合系數(shù)小的弱耦合壓電材料，當(dāng)在壓電晶片上施加電脈沖時(shí)，能夠在晶片一方介質(zhì)(負(fù)載或背襯內(nèi))產(chǎn)生一定周期的聲脈沖序列，且聲脈沖的波形形狀與激勵(lì)電壓脈沖一致， 幅度都如同
脈沖激勵(lì)一樣乘上相應(yīng)的透射和反射系數(shù)及轉(zhuǎn)換系數(shù)。由此，可以采用任意形式的電壓脈沖激勵(lì)，借助脈沖所得的結(jié)果，進(jìn)一步利用圖解法作波形疊加來求出輻射的聲脈沖。例如，當(dāng)選擇如圖4-14a及圖4-15a所示的正弦電壓脈沖和階躍脈沖激勵(lì)時(shí)，在對(duì)稱水負(fù)載和對(duì)稱鋼負(fù)載中可以分別獲得如圖4-14b，c及圖4-15b，c所示的聲脈沖。
3.探頭的空間響應(yīng)特性(輻射聲場(chǎng)特性)
換能器輻射的空間響應(yīng)特性，也叫輻射聲場(chǎng)特性，是換能器又一重要性質(zhì)。相關(guān)內(nèi)容在很多資料中可以查閱。需要指出的是，如前所述，由于超聲檢測(cè)多在暫態(tài)條件下工作，因此相對(duì)于穩(wěn)態(tài)情況而言，人們更關(guān)心換能器暫態(tài)輻射聲場(chǎng)特性。
研究表明，一個(gè)圓形縱波換能器向固體介質(zhì)輻射的暫態(tài)聲場(chǎng)，是由直達(dá)波、邊緣縱波、邊緣橫波、頭波及表面波等部分組成，如圖4-16所示。圖B1B2為直達(dá)波，A1B1P2、A 2B2P1為邊緣縱波，D1J1G2 、D2J2G1
為邊緣橫波A1E1、A2E2
、P1K2、P2K1為頭波，
為表面波，這些波的強(qiáng)弱不同，對(duì)超聲檢測(cè)的影響也有待于進(jìn)一步研究。其中比較明確的是，邊緣波的存在會(huì)大大降低超聲檢測(cè)時(shí)的縱向分辨力。對(duì)于窄脈沖有時(shí)會(huì)帶來虛假信號(hào)，給信號(hào)識(shí)別帶來困難。
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