蝙蝠超聲波標准探頭怎麼拆開

1. 蝙蝠是怎麼利用聲波進行定位的

過去人們認為，蝙蝠是靠奇特的鼻孔發出的特殊聲波，靠它的一對大耳朵和翅膀上靈敏的感覺組織接受聲波，來判斷前進方向的。可現在進一步研究證明，蝙蝠這些功能主要是依靠它身上能夠發出超聲波信號的「聲音定位器」，能夠記錄超聲波的傳播速度和時間的「生物鍾」以及儲存記憶的「音頻記憶器」來實現。蘇聯學者對此作過一系列的實驗和研究，他們發現蝙蝠的辨別能力十分驚人，即使是極小的差異，也能夠用它的「聲音定位器」測出。他們曾做過這樣的實驗；豎起兩塊形狀、大小完全相同的有機玻璃板，所不同的是，其中一塊鑽有深8毫米的小孔，當蝙蝠飛到這塊玻璃板時，得到了2條米蛆的美餐，於是在此以後，蝙蝠在沒有米蛆的情況下，也能正確無誤地飛到這塊有機玻璃板上，即使在另一塊玻璃板上也鑽一個8毫米深的孔，而且玻璃板的形狀、大小連實驗人員用肉眼也無法區別，但蝙蝠也能區別出來。人們從觀察知道，蝙蝠一旦發現捕獲物，便會盯住目標不放。那麼，它們是怎樣不斷校正方向，縮短與追捕物之間的距離的呢？這就有賴於蝙蝠身上十分精確的「生物鍾」了。這種「生物鍾」和裁判員手中的秒錶一樣，當蝙蝠發射超聲波時，「生物鍾」便工作，超聲波碰到追捕物折回後，「生物鍾」就停止工作。這樣，蝙蝠不斷發射超聲波和接收回波，根據「生物鍾」的工作情況，就能判斷出捕獲物的位置。就像用雷達或激光測距一樣。然而，蝙蝠光有這種「生物鍾」還不行，還得有一種記憶的裝置，使得蝙蝠在行進過程中把周圍的情況儲存在腦子里，不致於迷失方向或發生碰撞，這種記憶裝置就是所謂「音頻記憶器」。研究者作過這樣的實驗：他們在關實驗蝙蝠的金屬絲籠的出入口處架上一張絲網，其孔徑小到只允許蝙蝠收緊翅膀才能飛進的程度，即使這樣蝙蝠也能把翅膀收得緊緊的，從孔中鑽了進去。後來實驗者把網撤掉，奇怪的是蝙蝠飛入籠內時，仍然夾緊翅膀，這就是音頻記憶器的功用。關於蝙蝠奇異的特性，這里所揭示的還是初步的，要把蝙蝠的奧秘徹底揭開，有待於科學家們的進一步工作。

2. 凱美瑞雷達感測器怎麼清洗

凱美瑞雷達感測器用紙巾或者毛巾擦拭一下所有的探頭就可以了。雷達感測器臟污不屬於故障，當雷達感測器上面有臟物，會影響雷達探頭的探知，敏敏而且長時間處在一個探頭上，系統檢測到這個探頭的異常，儀表就會顯示雷達感測器臟污，以提醒駕駛員進行清潔。

前雷達

前雷達也是我們常說的前泊車輔助，是汽車泊車或者倒車時的安全輔助裝置，由超聲波感測器（俗稱探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴器）等部分組成。

能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車、倒車和起動車輛時前後左右探視所引起的困擾，並幫助駕駛員掃除了視野死角和視線前鍵模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。

前雷達是根據蝙蝠在黑夜裡高速飛行而不會與任何障礙物相撞的原理設計開發的。前雷達探頭裝在前保險杠上，探頭以大約45度角輻射，上下左右搜尋目標。它最大的好處是能探索到那些低於保險杠而司機從車內難以看見的障礙物，並報警，如花壇、玩耍的小孩等。

後倒車雷達

後倒車雷達是汽車泊車或者倒車時的安全輔助裝置，由超聲波感測器（俗稱探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴器）等部分組成。能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車、倒慧拿巧車和起動車輛時前後左右探視所引起的困擾，並幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。

擋位桿掛入倒擋時，倒車雷達自動開始工作，當探頭偵測到後方物體時蜂鳴器發出警示，當車輛繼續倒車時，警報聲音的頻率會逐漸加快，最後變為長鳴音。

3. 蝙蝠超聲定位器是什麼

根據蝙蝠超聲定位器的原理，人們還仿製腔逗了盲人用的「探路儀」。這種探路畝孫儀內裝一個超聲波發射器，迅圓鏈盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今，有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。

4. 怎樣選擇超聲波探頭和試塊，有什麼標准，依據是什麼

看一下網路的資料：

超聲波探頭
以構造分類
1.直探頭: 單晶縱波直探頭 雙晶縱波直探頭
2.斜探頭: 單晶橫波斜探頭a1<aL<aⅡ ， 雙晶橫波斜探頭
單晶縱波斜探頭 aL<a1為小角度縱波斜探頭
aL在a1附近為爬波探頭 爬波探頭；沿工件表面傳輸的縱波，速度快、能量大、波長長探測深度較表面波深，對工件表面光潔度要求較表面波松。（頻率2.5MHZ波長約2.4mm，講義附件11、12、17題部分答案）。
3.帶曲率探頭: 周向曲率 徑向曲率。
周向曲率探頭適合---無縫鋼管、直縫焊管、筒型鍛件、軸類工件等軸向缺陷的檢測。工件直徑小於2000mm時為保證耦合良好探頭都需磨周向曲率。
徑向曲率探頭適合---無縫鋼管、鋼管對接焊縫、筒型鍛件、軸類工件等徑向缺陷的檢測。工件直徑小於600mm時為保證耦合良好探頭都需磨徑向曲率。
4.聚焦探頭: 點聚焦 線聚焦。
5.表面波探頭:(當縱波入射角大於或等於第二臨界角,既橫波折射角度等於90形成表面波).
沿工件表面傳輸的橫波，速度慢、能量低、波長短探測深度較爬波淺，對工件表面光潔度要求較爬波嚴格。
第一章「波的類型」中學到：表面波探傷只能發現距工件表面兩倍波長深度內的缺陷。（頻率2.5MHZ波長約1.3mm，講義附件11、12題部分答案）。
壓電材料的主要性能參數
1.壓電應變常數d33:
d33=Dt/U在壓電晶片上加U這么大的應力,壓電晶片在厚度上發生了Dt的變化量,d33越大,發射靈敏度越高(82頁最下一行錯)。
2.壓電電壓常數g33:
g33=UP/P在壓電晶片上加P這么大的應力.在壓電晶片上產生UP這么大的電壓,g33越大,接收靈敏度越高。
3.介電常數e:
e=Ct/A[C-電容、t-極板距離(晶片厚度)、A-極板面積(晶片面積)];
C小→e小→充、放電時間短.頻率高。
4.機電偶合系數K:
表示壓電材料機械能(聲能)與電能之間的轉換效率。
對於正壓電效應:K=轉換的電能/輸入的機械能。
對於逆壓電效應:K=轉換的機械能/輸入的電能.
晶片振動時,厚度和徑向兩個方向同時伸縮變形,厚度方向變形大,探測靈敏度高,徑向方向變形大,雜波多,分辨力降低,盲區增大,發射脈沖變寬.（講義附件16、19題部分答案）。
聲 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00MM 探頭頻率: 2.500MC
探頭K值: 1.96 探頭前沿: 7.00MM 坡口類型: X
坡口角度: 60.00 對焊寬度: 2.00MM 補 償: -02 dB
判 廢: +05dB 定 量: -03dB 評 定: -09 dB
焊口編號: 0000 缺陷編號: 1. 檢測日期: 05.03.09
聲 速: 324.0 M/S 工件厚度: 16.00 MM 探頭頻率: 5.00 MC
探頭K值: 1.95 探頭前沿: 7.00 MM 坡口類型: X
坡口角度: 60.00 對焊寬度: 2.00 MM 補 償: -02 dB
判 廢: +05 dB 定 量: -03 dB 評 定: -09 dB
焊口編號: 0000 缺陷編號: 1. 檢測日期: 05.03.09
5.機械品質因子qm:
qm=E貯/E損,壓電晶片諧振時,貯存的機械能與在一個周期內(變形、恢復)損耗的能量之比稱……損耗主要是分子內摩擦引起的。
qm大,損耗小,振動時間長,脈沖寬度大,分辨力低。
qm小,損耗大,振動時間短,脈沖寬度小,分辨力高。
6.頻率常數Nt:
Nt=tf0,壓電晶片的厚度與固有頻率的乘積是一個常數,晶片材料一定,厚度越小,頻率越高. （講義附件16、19題部分答案）。
7.居里溫度Tc:
壓電材料的壓電效應,只能在一定的溫度范圍內產生,超過一定的溫度,壓電效應就會消失,使壓電效應消失的溫度稱居里溫度(主要是高溫影響)。
8．超聲波探頭的另一項重要指標：信噪比---有用信號與無用信號之比必須大於18 dB。（為什麼？）
探頭型號
(應注意的問題)
1．橫波探頭只報K值不報頻率和晶片尺寸。
2．雙晶探頭只報頻率和晶片尺寸不報F(菱形區對角線交點深度)值。
例：用雙晶直探頭檢12mm厚的板材，翼板厚度12mm的T型角焊縫，怎樣選F值？
講義附件（2題答案）。
應用舉例
1.斜探頭近場N=a´b´COSb/plCOSa。 λ =CS/¦.
直探頭近場N=D/4l。 λ=CL/¦.
2.橫波探傷時聲束應用范圍:1.64N-3N。
縱波探傷時聲束應用范圍:³3N。
雙晶直探頭探傷時,被檢工件厚度應在F菱形區內。
3.K值的確定應能保證一次聲程的終點越過焊縫中心線，與焊縫中心
線的交點到被檢工件內表面的距離應為被檢工件厚度的三分之一。
4.檢測16mm厚的工件用5P 9×9 K2、2.5P9X9K2、2.5P13X13K2那一種探頭合適(聚峰斜楔).以5P9X9K2探頭為例。
(1).判斷一次聲程的終點能否越過焊縫中心線?
（焊縫余高全寬+前沿）/工件厚度
(2).利用公式：
N?(工件內剩餘近場長度)=N(探頭形成的近場長度)—N?(探頭內部佔有的近場長度) =axbxcosβ/πxλxcosα–Ltgα/tgβ,計算被檢工件內部佔有的近場長度。講義附件（14題答案）。
A． 查教材54頁表:
材料 K值 1.0 1.5 2.0 2.5 3
有機玻璃 COSb/ COSa 0.88 0.78 0.68 0.6 0.52
聚碸 COSb/ COSa 0.83 0.704 0.6 0.51 0.44
有機玻璃 tga /tgb 0.75 0.66 0.58 0.5 0.44
聚碸 tga /tgb 0.62 0.52 0.44 0.38 0.33
COSb/COSa、tga/tgb與K值的關系
查表可知cosβ/cosα=0.6, tgα/tgβ=0.44, 計算可知α=41.35°.
B． λ=Cs/?=3.24/5=0.65mm
C． 參考圖計算可知：
tgα=L1/4.5, L1=tg41.35°X4.5=0.88X4.5=3.96mm.
cosα=2.5/L2, L2=2.5/cos41.5°=2.5/0.751=3.33mm,
L=L1+L2=7.3mm, Ltgα/tgβ=7.3×0.44=3.21mm,(N?)
由（1）可知，IS=35.8mm, 2S=71.6mm
N=axbxcosβ/pxλxcosa=9×9×0.6/3.14×0.65=23.81mm,
1.64N=39.1mm, 3N=71.43mm.
工件內部剩餘的近場(N?)=N-N?=20.6mm(此范圍以內均屬近場探傷).
(1.64N-N?)與IS比較, (3N-N?)與2S比較,
使用2.5P13X13K2探頭檢測16mm厚工件,1.64N與3N和5P9X9K2探頭基本相同,但使用中仍存在問題，2.5P9X9K2探頭存在什麼問題？
一.探傷過程中存在的典型問題:
不同探頭同一試塊的測量結果

反射體深度 1#探頭 2#探頭
橫波折射角 聲程 橫波折射角 聲程
mm ( ) mm ( ) mm
20 21.7 21.7 32.8 24.3
40 24.4 45.0 32.5 49.8
60 25.8 70 30.9 75.6
80 28.9 101.8 29.1 102.0
注:1.晶片尺寸13´13 2.晶片尺寸10´20.
試驗中發現:同一探頭(入射角不變)在不同深度反射體上測得的橫波折射角不同,進一步試驗還發現,折射角的變化趨勢與晶片的結構尺寸有關,對不同結構尺寸的晶片,折射角的變化趨勢不同,甚至完全相反,而對同一
晶片,改變探頭縱波入射角,其折射角變化趨勢基本不變,上表是兩個晶片尺寸不同的探頭在同一試塊上測量的結果.
1#探頭聲束中心軌跡 2#探頭聲束中心軌跡
1.縱波與橫波探頭概念不清.
第一臨界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbL/CL2,當CL2>CL1時,bL>aL,隨著aL增加,bL也增加,當aL增加到一定程度時,bL=90,這時所對應的縱波入射角稱為第一臨界角aI,
aI=SinCL1/CL2=Sin2730/5900=27.6,當aL<aI時,第二介質中既有折射縱波L¢¢又有折射橫波S¢¢.
第二臨界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbS/CS2, 當Cs2>CL1時,bS>aL,隨著aL增加,bS也增加,當aL增加一定程度時,bS=90,這時所對應的縱波入射角稱為第二臨界角aⅡ.aⅡ
=SinCL1/CS2=Sin2730/3240=57.7.當aL=aI--aⅡ時,第二介質中只有折射橫波S,沒有折射縱波L,常用橫波探頭的製作原理。
利用折射定律判斷1#探頭是否為橫波探頭。
A. 存橫波探傷的條件:Sin27.6/2730=Sinb/3240, Sinb=Sin27.6´3240/2730=0.55,b=33.36,K=0.66。
B.折射角為21.7時： Sina/2730=Sin21.7/3240,Sina=Sin21.7´2730/3240,a=18.15,
小於第一臨界角27.6。
折射角為28.9時：
Sina/2730=Sin28.9/3240,Sina= Sin28.9´2730/3240,a=24,也小於第一臨界角27.6。
C.如何解釋1#探頭隨反射體深度增加,折射角逐漸增大的現象,由A、B
可知,1#探頭實際為縱波斜探頭,同樣存在上半擴散角與下半擴散角,而且上半擴散角大於下半擴散角。（講義附件9題答案）。
縱波入射角aL由0逐漸向第一臨界角aI(27.6)增加時,第二介質中的縱波能量逐漸減弱,橫波能量逐漸增強,在聲束的一定范圍內,q下區域內的縱波能量大於q上區域內的縱波能量,探測不同深度的孔,實際上是由q下區域內的縱波分量獲得反射回波最高點。
由超聲場橫截面聲壓分布情況來看,A點聲壓在下半擴散角之內,B點聲壓在上半擴散角之內,且A點聲壓高於B點聲壓。再以近場長度N的概念來分析,2.5P 13´13 K1探頭N=36.5mm,由此可知反射體深度20mm時,聲程約21.7mm,b=21.7時N=40.07mm為近場探傷。
在近場內隨著反射體深度增加聲程增大,A點與B點的能量逐漸向C點增加,折射角度小的探頭角度逐漸增大,折射角度大的探頭角度逐漸減少。
2.盲目追求短前沿:
以2.5P 13´13 K2探頭為例,b=15mm與b=11mm,斜楔為有機玻璃材料;
(1).檢測20mm厚,X口對接焊縫,缺陷為焊縫層間未焊透.
(2).信噪比的關系:有用波與雜波幅度之比必須大於18dB.
(3).為什麼一次標記點與二次標記點之間有固定波？
由54頁表可知：COSb/COSa=0.68，K2探頭b=63.44°，
COS63.44°=0.447，COSa=0.447/0.68=0.66，
COSa=6.5/LX，前沿LX=6.5/0.66=9.85mm。（講義附件6題答案）。
3.如何正確選擇雙晶直探頭:
(1).構造、聲場形狀、菱形區的選擇;
(2).用途:為避開近場區,主要檢測薄板工件中面積形缺陷.
(3).發射晶片聯接儀器R口,接收晶片聯接T口(匹配線圈的作用).
4.探頭應用舉例:
二.超聲波探頭的工作原理:
1．通過壓電效應發射、接收超聲波。
2．640V的交變電壓加至壓電晶片銀層，使面積相同間隔一定距離的兩塊金屬極板分別帶上等量異種電荷形成電場，有電場就存在電場力，壓電晶片處在電場中，在電場力的作用下發生形變，在交變電場力的作用下，發生變形的效應，稱為逆壓電效應，也是發射超聲波的過程。
3．超聲波是機械波，機械波是由振動產生的，超聲波發現缺陷引起缺陷振動，其中一部分沿原路返回，由於超聲波具有一定的能量，再作用到壓電晶體上，使壓電晶體在交變拉、壓力作用下產生交變電場，這種效應稱為正壓電效應，是接收超聲波的過程。正、逆壓電效應統稱為壓電效應。
※以儀器的電路來說，只能放大電壓或電流信號，不能放大聲信號。
試塊
※強調等效試塊的作用。
1．常用試塊的結構尺寸、各部位的用途，存在問題；（講義附件8、10、13、18題答案）。
2．三角槽與線切割裂紋的區別；
3．立孔與工件中缺陷的比較：
4．幾種自製試塊的使用方法；
A．奧氏體試塊：
B．雙孔法校準（主要用於縱波斜探頭探傷,如螺栓）（講義附件5、7題答案）。
計算公式：令h2/h1=n；
a=[n（t1+f/2）-（t2+f/2）]/(n-1) …… 1式
t1與t2為一次聲程分別發現h1與h2孔時的聲程（包含a）；
COSb=h1/（t1+f/2-a），b=COSh1/（t1+f/2-a）；
tgb=K，K=tgCOSh1/（t1+f/2-a） …… 2式
b=（L2-nL1）/（n-1） …… 3式
C．外圓雙孔法校準原理（外徑f>100mm的工件周向探傷用）：
計算公式：q=（ - ）180/Rp …… 1式
…… 2式
j=Sin[Sinq（R-h2）/A¢B] …… 3式
b=Sin（R-h1）Sinj/R …… 4式
tgb=K=tgSin（R-h1）Sinj/R …… 5式
=ÐeR/57.3- …… 6式
Ðe=Ðj-Ðb.
D.雙弧單孔法校準（外徑Φ<100mm的工件周向探傷用）:
(1)距離校準同CSK-ⅠA校圓弧;
(2).K值校準 b=COS[R2+(S+f/2)-(R-h)]/2R2(S+f/2) tgb=K
（講義附件3、15題答案）。
常用的兩種探傷方法
1.曲線法;
2.幅值法.

5. 蝙蝠探路的原理，還可以用在生活的什麼地方。

科學家模仿蝙蝠探路的辦法，給飛機裝上了雷達。雷達通過天線發出無線電波，無線電波遇到障礙物就反射回來，顯示在熒光屏上。駕駛員從雷達的熒光屏上，能夠看清楚前方有沒有障礙物，所以飛機在夜裡飛行也十分安全。

科學家經過反復研究，終於揭開了蝙蝠能在夜裡飛行的秘密。它一邊飛，一邊從嘴裡發出一種聲音。這種聲音叫做超聲波，人的耳朵是聽不見的，蝙蝠的耳朵卻能聽見。超聲波像波浪一樣向前推進，遇到障礙物就反射回來，傳到蝙蝠的耳朵里，蝙蝠就立刻改變飛行的方向。

(5)蝙蝠超聲波標准探頭怎麼拆開擴展閱讀

多數蝙蝠叫聲的頻率在20-60千赫之間。頻率低於20千赫的聲波波長大於多數昆蟲聲波的波長，因此會穿過昆蟲而不會反射回來；頻率高於60千赫時在空氣中衰減得很快，這就限制了其可使用的范圍，因此多數蝙蝠叫聲的頻率不會高於60千赫。

但一些飛行速度比較慢的蝙蝠卻可以對高頻率的聲波做出較為輕易的反應，高頻率的聲波是它們理想的應用「武器」。短耳三葉鼻蝠能發出特高頻率的叫聲，其頻率可達212千赫，是所有蝙蝠中最高的；而有些犬吻蝠科的蝙蝠，例如小斑點蝠回聲定位的頻率卻可以低到11千赫。

6. 蝙蝠是怎麼回聲定位

雷達的天線仔喊就像是蝙蝠的嘴，它發出的無線電波就像蝙蝠的超聲波，它的熒光屏就像是蝙蝠的耳朵。

蝙蝠與其能夠飛行並進行夜間生活相適應，轎戚耐它們在生理機能上也發生了一系列重要變化。通常蝙蝠的視覺較差，而聽覺則異常發達，在夜間或十分昏暗的環境中，它們能夠自由地飛翔和准確無誤地捕捉食物，最基本的手段是能夠利用回聲定位。實驗證明，多數蝙蝠是利用從喉頭發出的超聲脈沖來定位的。

但也不盡相同，某些大型的食果蝠如棕果蝠，其回聲定位的能力比較特殊，它們是利用咂舌的發聲作為聲音定位依據的。回聲定位機能對於蝙蝠的生活來說是十分重要的，使其能夠在夜間或較為昏暗的環境中占據鳥類食蟲無法利用的生態位，而這些地方在白天卻是各種鳥類的生活領城。

多數蝙蝠叫聲的頻率在20~60千赫之間。頻率低於20千赫的聲波波長大於多數昆蟲聲波的波長，因此會穿過昆蟲而不會反射回來；頻率高於60千赫時在空氣中衰減得很快，這就限制了其可使用的范圍，因此多數蝙蝠叫聲的頻率不會高於60千赫。但一些飛行速度比較慢的蝙蝠卻可以對高頻率的聲波做出較為輕易的反應，高頻率的聲波是它們理想的應用「武器」。

短耳三葉鼻蝠能發出特閉春高頻率的叫聲，其頻率可達212千赫，是所有蝙蝠中最高的；而有些犬吻蝠科的蝙蝠，例如小斑點蝠回聲定位的頻率卻可以低到11千赫。運用特別高或特別低頻率叫聲的另外一個好處就是這些頻率的聲波很難被捕食的獵物一昆蟲感知到，這樣蝙蝠就可以捕捉更多的昆蟲。