空氣超聲換能器及其發(fā)射、接收裝置的研究.pdf

1、由于空氣超聲可大大增加試件的檢測(cè)范圍并提高換能器的使用壽命，特別是在焊接過程中可對(duì)高溫構(gòu)件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，因此，相關(guān)的研究已引起焊接領(lǐng)域的重視。 論文對(duì)空氣超聲設(shè)備及超聲換能器進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究，設(shè)計(jì)并調(diào)試了超聲波脈沖發(fā)射及接收裝置。超聲脈沖發(fā)射電路采用了IGBT作為丌關(guān)元件，提高了脈沖寬度的控制精度，并利用寬頻帶放大器對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行無失真的放大。論文著重對(duì)空氣超聲脈沖發(fā)射裝置的主電路進(jìn)行了工作過程分析，建立了主電路的等效電路，并

2、用拉普拉斯變換法對(duì)等效電路進(jìn)行了定量計(jì)算與實(shí)測(cè)分析，找出了電路的較為復(fù)雜的運(yùn)行規(guī)律以及力端參數(shù)(如動(dòng)態(tài)電容、動(dòng)態(tài)電感)對(duì)電路波形的影響，并優(yōu)化了主電路的主要元器件參數(shù)(如諧振電感L<,o>、靜態(tài)電容C<,o>、充電電容C，等)，得到空氣超聲脈沖主電路的主要推薦參數(shù)值，較好地實(shí)現(xiàn)了空氣超聲脈沖發(fā)射電路的電學(xué)匹配。 超聲換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)空氣超聲檢測(cè)的一個(gè)重要因素，為了實(shí)現(xiàn)超聲換能器聲阻抗匹配，提高超聲波的透射率，論文對(duì)普通的超

3、聲換能器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改造，并對(duì)改造后的空氣超聲換能器作了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，改造后的空氣超聲換能器的超聲脈沖波形的正向幅值電壓有了較大的提高。經(jīng)對(duì)空氣超聲波形(加匹配層)進(jìn)行頻譜分析后發(fā)現(xiàn)用脈沖波形的最高譜線及次高譜線對(duì)應(yīng)的頻率計(jì)算匹配層厚度，可得到較好的匹配結(jié)果，但是空氣超聲波形的最高譜線均移向高頻段，這可能是造成脈沖空氣超聲換能器可檢測(cè)的范圍有限的一個(gè)重要原因。 上述研究成果對(duì)于實(shí)現(xiàn)空氣超聲無損檢測(cè)有非常重要的工程應(yīng)用價(jià)值