超声波传感器：原理、应用与无损探伤

"自动检测技术及应用（第2版）课件——第七章 超声波传感器" 在超声波传感器领域，理解超声波的基本性质及其应用至关重要。超声波，作为频率超过20kHz的声波，具有良好的指向性和能量集中性，这使得它在多个领域都有广泛的应用。例如，1MHz的超声波能量远高于相同振幅的可闻声波，能够穿透厚实的物体而不至于大幅衰减，这一特性在无损检测中尤其重要。 超声波传感器的基础在于超声波换能器，它们能够将电能转化为超声波振动，反之亦然。换能器的种类包括压电陶瓷和磁致伸缩材料，这些材料在高电压窄脉冲作用下能产生大功率超声波，并且可以被聚焦。聚焦的超声波在遇到物质界面时，会产生明显的反射和折射，这一特性在如探鱼器、医学成像和无损探伤等领域中得到了广泛应用。 无损探伤是一种使用超声波检测材料内部缺陷的技术，它不破坏被检测物体，而是通过接收反射回的超声波来判断材料的内部状况。超声波在医学上，尤其是B超检查中，能穿透人体组织，帮助医生观察胎儿和其他内脏结构。此外，超声波还用于精密清洗，如半导体制造和医疗设备清洁，其原理是利用“空化作用”产生的冲击波清除微小污渍。 超声波传感器的外形和设计通常根据其应用需求进行定制，比如水浸聚焦探头，这种探头可能被设计用于特定的检测环境，如水下或者湿润的表面，通过水作为耦合介质传递超声波。 超声波传感器涵盖了超声波的物理基础、换能器工作原理、耦合技术和应用实例。超声波技术因其独特的优势，不仅在工业检测、医疗诊断中不可或缺，还在日常生活中，如超声波加湿器、超声波焊接等方面发挥着重要作用。