超聲波探頭擴散角怎麼樣

『壹』 超聲波波長與擴散角關系

超聲波波長與擴散角關系：一般有半功率角和指向性角。水聲換能器方面的書都有介紹，不同的結構，角度的就計算方法差別很大。

超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律，與可聽聲波的規律沒有本質上的區別。但是超聲波的波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。

功率密度：

定義式為 p=發射功率（W）/發射面積（cm），通常p≥0.3W/cm。在液體中傳播的超聲波能對物體表面的污物進行清洗，其原理可用「空化」現象來解釋：超聲波在液體中的機械波導致的壓強達到一個大氣壓時，其功率密度為0.35W/cm，這時超聲波的峰值就可達到真空或負壓，但實際上無負壓存在，因此在液體中產生一個很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。

『貳』 晶片直徑相同的超聲波探頭，頻率高的其聲束擴散角怎麼樣

相同直徑，頻率越高，角度越小，相同頻率，直徑越大，角度越小。

『叄』 超聲波探頭角度過大，應該如何調整

超聲波探傷中，超聲波的發射和接收都是通過探頭來實現的。探頭的種類很多，結構型式也不一樣。探傷前應根據被檢對象的形狀、衰減和技術要求來選擇探頭。探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。
1.探頭型式的選擇
常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭表面波探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等。一般根據工件的形狀和可能出現缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。
縱波直探頭只能發射和接收縱波，束軸線垂直於探測面，主要用於探測與探測面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。
橫波斜探頭是通過波形轉換來實現橫波探傷的。主要用於探測與深測面垂直或成一定角的缺陷。如焊縫生中的未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。
表面波探頭用於探測工件表面缺陷，雙晶探頭用於探測工件近表面缺陷。聚焦探頭用於水浸探測管材或板材。
2.探頭頻率的選擇
超聲波探傷頻率在O.5～10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時應考慮以下因索。
(1)由於波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為，因此提高頻率，有利於發現更小的缺陷。
(2)頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利於區分相鄰缺陷。
(3) 可知，頻率高，波長短，則半擴散角小，聲束指向性好，能量集中，有利於發現缺陷並對缺陷定位。
(4) 可知，頻率高，波長短，近場區長度大，對探傷不利。
(5) 可知，頻率增加，衰減急劇增加。
由以上分析可知，頻率的離低對探傷有較大的影響。頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對探傷有利。但頻率高，近場區長度大，衰減大，又對探傷不利。實際探傷中要全面分析考慮各方面的因索，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。
對於晶粒較細的鍛件、軋製件和焊接件等，一般選用較高的頻率，長用2.5～5.0MHz。對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用O.5～2.5MHz。如果頻率過高，就會引起嚴重衰減，示波屏上出現林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。
3.探頭晶片尺寸的選擇中科朴道超聲波探傷儀
探頭圓晶片尺寸一般為φ10～φ30mm，晶片大小對探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸時要考慮以下因素。
(l) 可知，晶片尺寸增加，半擴散角減少，波束指向性變好，超聲波能量集中，對探傷有利。
(2)由N=等可知，晶片尺寸增加，近場區長度迅速增加，對探傷不利。
(3)晶片尺寸大，輻射的超聲波能量大，探頭未擴散區掃查范圍大，遠距離掃查范圍相對變小，發現遠距離缺陷能力增強。
以上分析說明晶片大小對聲柬指向性，近場區長度、近距離掃查范圍和遠距離缺陷檢出能力有較大的影響。實際探傷中，探傷面積范圍大的工件時，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭。探傷厚度大的工件時，為了有效地發現遠距離的缺陷宜選用大晶片探頭。探傷小型工件時，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭。探傷表面不太平整，曲率較大的工件時，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。
4.橫渡斜探頭K值的選擇
在橫波探傷中，探頭的K值對探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程(入射點至底面反射點的距離)有較大的影響。由圖l.39可知，對於用有機玻璃斜探頭探傷鋼制工傳，βs=40°(K=O.84)左右時，聲壓往復透射率最高，即探傷靈敏度最高。由K=tgβs可知，K值大，βs大，一次波的聲程大。因此在實際探傷中，當工件厚度較小時，應選用較大的K值，以便增加一次波的聲程，避免近場區探傷。當工件厚度較大時，應選用較小的K值。

下面給出最常用的超聲波斜探頭的選擇方案參考：
1.斜探頭K值與角度的對應關系
NO. K值 對應角度
1 K1 對應45度
2 K1.5 對應56.3度
3 K2 對應63.4度
4 K2.5 對應68.2度
5 K3 對應71.6度

2.焊縫探傷超聲波探頭的選擇方案參考
編號 被測工件厚度 選擇探頭和斜率 選擇探頭和斜率
1 4—5mm 6×6 K3 不銹鋼：1.25MHz （下同）
2 6—8mm 8×8 K3 鑄鐵：0.5—2.5 MHz（下同）
3 9—10mm 9×9 K3 普通鋼：5MHz （下同）
4 11—12mm 9×9 K2.5
5 13—16 mm 9×9 K2
6 17—25 mm 13×13 K2
7 26—30 mm 13×13 K2.5
8 31—46 mm 13×13 K1.5
9 47—120 mm 13×13( K2—K1)
10 121—400 mm 18×18 ( K2—K1)
20×20 ( K2—K1)

『肆』 超聲波中聲束擴散角的定義

一般有半功率角和指向性角。具體的你可以去看看聲學基礎，水聲換能器方面的書都有介紹，不同的結構，角度的就計算方法差別很大。

『伍』 同一探頭發射超聲波，傳播介質分別為水、鋁、銅和有機玻璃，哪種材料中超聲波的擴散角最大

這是一個來自「網路」的關於光的折射的示意圖，光波從「光密介質」入射「光疏介質」時折射角大於入射角，當入射角一定時，光入射光速越大的「光疏物質」在界面上產生的折射角越大，或者說「擴散越大」。由此，聲波在以同一入射角入射其他介質時，入射材料的聲速越大，應該折射角越大、擴散越大；在「水、鋁、銅和有機玻璃」四種介質中聲速最大的應該是「鋁」，「銅」稍次，因此超聲探頭同樣入射四種介質時，在「鋁」中擴散最大。

『陸』 請問如何擴大超聲探頭的發散角能不能利用超聲探頭的發散角進行檢測 有用過凸面探頭的么謝謝

可以用moldfliw分析。當其中的熱量散失足夠緩慢，使其足夠擴散到每根電線，選用尼康520廣角鏡頭加柯達63版珍藏版膠卷，你就能製作出能照射363度的超級廣角探頭。

『柒』 超聲波感測器工作原理及應用

汽車電子測距方法一般分為四種形式:超聲波、激光、毫米波和CCD攝像機。測距感測器安裝在汽車的車道輔助系統、停車輔助系統、制動力輔助系統和主動巡航系統中，大多採用超聲波感測器。超聲波是指工作頻率在20kHz以上的機械波。超聲波感測器具有發射和接收聲波的雙重功能，因此被稱為集成感測器。

1.超聲波感測器的結構原理目前，壓電超聲波感測器常用於汽車上。超聲波感測器的關鍵部件是塑料或金屬外殼內的壓電晶元，它通過兩根導線與控制器連接，通過導線將發射的電信號和返回的電信號傳輸給控制器。壓電超聲感測器是通過壓電晶體的共振來工作的。超聲波感測器內部有兩個壓電晶片和一個共振板。脈沖信號施加到它的兩極。當其頻率等於壓電晶片的自然振盪頻率時，壓電晶片就會發生諧振，帶動共振板振動，從而產生超聲波。相反，如果在兩個電極之間沒有施加電壓，當共振板接收到回聲時，它迫使壓電晶片振動，並將機械能轉換成電信號，然後它就變成了超聲波接收器。

總之，超聲波感測器既能發射超聲波，又能接收超聲波。發射超聲波時，電能轉化為超聲波；當接收到回波時，它將超聲波的振動轉換成電信號，因此被稱為「超聲波換能器」

超聲波發射器向某個方向發射超聲波，同時開始計時。超聲波在空空氣中傳播，途中遇到障礙物立即返回。超聲波接收器在接收到反射波後立即停止計時。超聲波在空氣體中的傳播速度為340 m/s，根據定時器記錄的時間t，通過邏輯電路的處理和計算，可以計算出發射點與障礙物的距離，計算公式如下:

L=3401/2，其中L為測點與被測障礙物的距離；30是超聲波在空氣體中傳播的近似速度；1是超聲波遇到障礙物後從發射器到接收器的時間。
2.超聲波感測器功能性能特徵

由於圓形壓電晶片的結構特點，其發射的超聲波具有一定的指向性，波束的截面類似於橢圓，因此探測范圍有限，探測角度為水平面120°，垂直面60°。

超聲波感測器的優點

(1)結構簡單，製造方便，成本低。

②超聲波對雨雪霧有很強的穿透力，在惡劣天氣下也能工作。

③超聲對光和顏色不敏感，可用於識別透明和反射性差的物體。

④不易受環境電磁場干擾。

超聲波感測器的缺點

①測距速度不如激光測距和毫米波測距。

②超聲波有一定的擴散角，只能測量距離，不能測量方位，只能低速使用，汽車前後保險杠不同方位必須安裝多個超聲波感測器。③發射信號和餘震信號都會覆蓋或干擾回波信號，因此低於一定距離就會失去探測功能，這也是普通超聲波感測器的探測距離必須大於30cm的原因之一，如果小於這個距離，系統就無法探測到障礙物。因此，更好的解決方案是在安裝超聲波感測器的同時安裝攝像頭。

@2019

『捌』 超聲波探頭有哪些性能指標各是什麼含義

超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預先了解它的性能。超聲波感測器的主要性能指標包括： （1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高。 （2）工作溫度。由於壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不產生失效。醫療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的製冷設備。 （3）靈敏度。主要取決於製造晶片本身。機電耦合系數大，靈敏度高；反之，靈敏度低。

『玖』 直探頭和斜探頭發射的超聲波有什麼不同

直探頭與斜探頭產生的都是縱波，但是直探頭發射的是縱波，讓其進入被測材料後發生擴散，測量擴散角；斜探頭讓縱波以一定角度斜射入樣品，做到發射的只是橫波，橫波還要多測量一個折射角。

『拾』 關於超聲波的

我們的耳朵只能分辨頻率為二十至二萬赫的聲音，頻率比人的聽頻范圍高的聲波就叫做超聲波。不同的動物可聽到的聲波頻率范圍不盡相同。狗可以聽到一些超聲波，所以狗只訓練員可以用超聲波哨子呼喚狗兒。超聲波對於蝙蝠更為重要，這種動物是靠超聲波來「看」世界的！
蝙蝠先會發出一連串超聲的尖叫聲，聲波遇到障礙物便會反射，就像我們向山谷拍手會聽到回聲一樣。由於超聲波的頻率高，相對較少出現繞射現象，所以回聲十分清晰。蝙蝠分析回聲的方向和回傳時間，便可以知道環境的精確圖像。人們根據蝙蝠「看」事物的原理，發明了聲納探測器，用來測量水深。船隻上的發射器先向海底發射超聲波，再由另一些儀器接收和分析反射回來的訊息，從而得到整個海床的面貌。
醫學的超聲波掃描術可說是超聲波最重要的應用。超聲波掃描不涉及有害的輻射，遠比 X-射線等檢驗工具安全，所以常用於產前檢查 (右圖)。醫生會將一個發出高頻超聲波 (頻率為1-5 兆赫) 的手提換能器，貼著母親的肚皮進行掃描。聲波到達各種身體組織的邊界時會有不同程度的反射 (例如液體及軟組織的邊界、軟組織及骨的邊界)。接收器收到反射波，便可計算出反射的強度及反射面的距離，以分辨不同的身體組織，並得到胎兒的影像。接收器使用了壓電的原理，把超聲波所產生的壓力轉變成電子訊號，再輸送到儀器分析。超聲波掃描可以幫助醫生量度胎兒的大小以確定產期，檢查胎兒的性別、生長速度、頭的位置是否正常向下、胎盤的位置是否正常、陽水是否足夠，與及監察抽陽水的過程，以保障胎兒的安全等。此外，超聲波掃描術也用於婦科檢查，它可以幫助醫生有效地把生長在乳房或卵巢的惡性組織分辨出來。
超聲波掃描術的兩個重要分支-多普勒超聲波掃描術和立體超聲波成像技術，更擴大了超聲波在醫學上的用途。
多普勒超聲波掃描術已應用了頗長的時間，這技術利用了波動的多普勒效應。反射超聲波物體的運動，會改變回聲的頻率；當物體正向著接收器移動時，頻率便會升高，相反當物體正在遠去時，頻率便會降低。從回聲的頻率改變，儀器便可計算到物體的運動速度。多普勒超聲波掃描術主要用於檢查血液在心臟及主要動脈中的流動速度。血液的流動情況會以一個顏色的影像顯示出來，不同的顏色代表不同的流速 (右圖)。這有助醫生及早發現胎兒先天性心臟毛病。
立體超聲波成像技術是很新的技術。檢查員首先從多個不同角度拍攝胎兒的二維超聲波影像，然後利用計算機技術合成胎兒的立體影像。利用這技術可清晰地顯示胎兒的樣貌 ,甚至攝錄到胎兒細致如踢腳或轉身等動態，實在為准父母帶來不少驚喜。外表的缺憾如兔唇、多指甚至細如斑痣等都可以清楚地顯示出來。立體成像技術將會成為未來超聲波技術研究的重點。
此外，高頻的超聲波帶有強大的振動能。將超聲波入射載滿水的容器，再放入需要的清洗的對象，水的振動便可去除對象上的塵垢，而不需直接接觸對象的表面。眼鏡公司替我們洗眼鏡時就是用這種方法。如果將高能超聲波聚焦，能量甚至足以震碎石塊，所以可以用來擊碎體內結石，使患者免受手術之苦。