超聲換能器是任何超聲測(cè)試中極為重要和至關(guān)重要的部分。為特定應(yīng)用選擇合適的換能器是最重要的，包括儀器條件和設(shè)置，材料特性和耦合條件在內(nèi)的因素也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果?？梢赃x擇傳感器的靈敏度或分辨率。靈敏度定義為換能器檢測(cè)材料中微小缺陷的能力。分辨率是當(dāng)兩個(gè)反射鏡垂直于光束或平行于光束靠近在一起時(shí)，換能器分離兩個(gè)反射鏡產(chǎn)生的信號(hào)的能力。高度阻尼的換能器有助于縮短反射脈沖，從而使換能器解決間距很小的缺陷。換能器設(shè)備可以提供不同性能的換能器，以提高靈敏度和分辨率，并提供多種極化陶瓷成分，單晶，聚合物和壓電復(fù)合材料，以其來(lái)改變換能器的性能。?

超聲波換能器的組成

在人類聽覺范圍之上產(chǎn)生的聲音稱為超聲。盡管超聲通常以20 KHz開始，但是大多數(shù)超聲換能器以200 KHz開始。超聲波本質(zhì)上類似于可聽聲音，其波長(zhǎng)要短得多，并且更適合于檢測(cè)微小缺陷。這些較短的波長(zhǎng)使超聲和超聲換能器對(duì)材料的無(wú)損檢測(cè)和測(cè)量極為有用。

超聲換能器本身就是一種能夠產(chǎn)生和接收超聲振動(dòng)的設(shè)備。超聲換能器由有源元件，襯板和耐磨板組成。有源元件是將電能轉(zhuǎn)換成超聲能的壓電或單晶材料。然后，它還將接收回超聲波能量并將其轉(zhuǎn)換為電能。電能脈沖由諸如探傷儀之類的儀器產(chǎn)生。

背襯最通常是高衰減且非常致密的材料，并且通過(guò)吸收從壓電元件的背面輻射的能量而用于控制換能器晶體的振動(dòng)。當(dāng)背襯材料的聲阻抗與壓電晶體的聲阻抗匹配時(shí)，結(jié)果是具有出色分辨率的高阻尼換能器。通過(guò)改變背襯材料以便改變背襯與壓電晶體之間的阻抗差，換能器將受到一定的影響，并且分辨率在信號(hào)幅度或靈敏度方面可能更高。

耐磨板的主要目的僅僅是保護(hù)壓電換能器元件免受環(huán)境影響。選擇耐磨板通?？煞乐鼓p和腐蝕。在浸入式換能器中，耐磨板還用作壓電換能器元件與水，楔形物或延遲線之間的聲波轉(zhuǎn)換器。

換能器類型

直束接觸式換能器是常見且常用于將縱向波引入材料的傳感器。另外，通過(guò)使用特殊元件，可以制成法向入射剪切波或縱向/剪切波換能器的組合。這種類型的傳感器直接與測(cè)試材料接觸使用，因此需要高度耐用的耐磨板。

角波束換能器利用折射和模式轉(zhuǎn)換的基本原理在測(cè)試材料中產(chǎn)生折射剪切或縱波。根據(jù)斯涅爾定律計(jì)算出產(chǎn)生所需折射波所需的入射角。

雙元素?fù)Q能器使用單獨(dú)的元素來(lái)發(fā)送和接收超聲信號(hào)。通常將這些元件切成一定角度并安裝在延遲線上。這有助于提高近表面分辨率，并且橫梁設(shè)計(jì)也有助于創(chuàng)建焦點(diǎn)，使雙元件換能器對(duì)腐蝕和點(diǎn)蝕引起的不規(guī)則缺陷的回波更加敏感。

浸入式換能器比接觸式換能器具有多個(gè)優(yōu)勢(shì)。首先，它們的均勻耦合減小了靈敏度的變化。其次，浸入式傳感器通過(guò)執(zhí)行自動(dòng)掃描的能力提供了更高的速度。第三，浸沒式換能器的聚焦提高了對(duì)小缺陷的敏感性。

浸入式換能器有未聚焦，球形聚焦和圓柱形聚焦配置。未聚焦的浸沒式換能器通常用于厚材料的測(cè)量中。球形聚焦換能器將提高對(duì)小缺陷和缺陷的敏感性。圓柱形聚焦換能器通常用于測(cè)量管道原料。球形或圓柱形換能器的焦距范圍僅限于換能器的近場(chǎng)，通常最大為0.8N。