超声波仪器和探头的使用校验
质量规范
超声波仪器和探头的使用校验
1.目的和用途校检
所有使用的超声波检测设备都必须定期校检，仪器和探头的日校和周校都必须由通过超声认证的人员来完成，本规范描述了该校验的方法。
2.标准参考
EN12668-3 无损检测—超声设备的特点和验证—第三部分：设备组合。
EN12223 无损检测—超声检测—校准试块No1的规范。
EN27963 无损检测—刚焊缝检测—焊缝超声检测试块No2。
3.登记
为初始测量和定期校验的两个登记表格作为本规范的一部分。
4.设备
参考试块V1 DS/EN12223
参考试块V2 DS/EN27963（可利用两个宽度12.5mm和20mm）
参考试块TIF (长横孔试块)
5.测试范围
新的设备和探头组合最初使用时，必须对它作一个基本的测量，并且记录在登记簿上，并对照以下6.4/6.5/6.6/7.2/7.3/7.4节中所做的定期校验。
每一个测量点完成，记录好数值，对于剩余的测量点，做好任务标记。
探头必须每工作日校验，对于测定信操比和脉冲持续时间距离上一次使用每周一次已是足够的。仪器常规每周校验一次，但是如果使用中对仪器有怀疑，必须立即校验。
6.斜探头
目视检查探头和连接线是否有损坏或磨损；检查电路连接的稳定性；如果探头底面锲块磨损太.扭曲或者不均匀则需要研磨。
底面磨损不允许超过下面的厚度，是指从磨损最低处到探头壳平面的距离。
●Krautkr?mer SWB-探头：1mm.
●Krautkr?mer MWB-探头：1mm.
●Krautkr?mer WB/WK-探头：2mm.
当达到这个限度时，要废弃或者更换探头底面锲块。对于可更换的锲块，晶片和锲块之间要有足够的机油以保证良好的耦合。
6.2入射点的测量
用V1和V2试块来测量探头的入射点，要注意探头的入射点回随着探头底面锲块的厚度不同而变化的；入射点不是很严格，但是要在±1mm公差范围
6.3折射角的测量
折射角通常用V1来测量，但也可以用TIF试快来测定。
用TIF 试块的时候，获取25mm深处来的反射体最大回波，读取声程距离，扩散角可以通过公式来计算。
换底面或者丢弃。
对于80°的探头，允许最低折射角为74°
6.4根据标准反射体测量灵敏度
增益调至最低，获取25mm深处反射体的最大反射回波并调至屏幕80%高度，记录此时的dB值并且对照仪器和探头组合灵敏度的基本测量值，如果偏差超过6dB，则更换探头。
应当注意灵敏度的降低也许是因为探头底面磨损不均匀所至，在更换探头前检查这一点。当然TIF试块上不能有腐蚀或使用已经干燥的偶合剂。
6.5信噪比的测量
增益设为最低，获取25mm深处反射体的最大反射回波并调至屏幕20%高度，从试块上拿去探头并清除掉偶合剂，探头放置一边并提高增益直到噪声信号达到屏幕20%高，记录两次dB差值。如果在最大增益时候噪声信号没有达到20%，那就记录与这个最大增益之间的dB差值。对比这个数值与仪器组合灵敏度的初始测量值，如果偏差超过6dB，寻找并纠正偏差原因或者丢弃探头。
6.6测量脉冲持续时间
1.设置时基范围为200mm，增益调至最低。
2.找出V1试块上100mm圆弧处的最高反射回波并调至80%屏高。
3.读出10%水平线处回波的宽度，按照钢中的声程读数（见图1）
图1. 测量回波宽度（EB）
如果使用数字超声波仪器，波宽可以用图2.图3所示的闸门来测量，设置仪器TOF= flank 。
图2 图3
例如：EB=102.4-100.4=2.0mm
对照设备初始测量值，如果偏差超过50%要寻找纠正偏差原因或者更换探头。7.直探头
目视检查探头和连接线是否有损坏或磨损；检查电路的稳定性；如果保护膜有
损伤则要更换，晶片和保护膜间的油中不能有间隙，更换其中的油通常是必须的。
7.2 用标准反射体测量灵敏度
用TIF 试块上深度为35mm处的3mm孔作为标准反射体，最大回波并调至80%屏高，增益设置为最低，记录此时的dB值并且对照初始记录值，如果偏差超过6dB,，则要寻找纠正原因或者更换探头。
7.3 信操比测量
1.用TIF试块上深度35mm处的3mm孔作为标准反射体，增益调至最低，记录此时dB数值。
2.从试块上拿下探头并擦干净偶合剂。
3.提高增益直至噪声信号达到35mm反射体同样的高度，记录提高的数值，称为信操比。记录dB值并且对照初始测量值，如果偏差超过6dB，寻找纠正原因或者更换探头。
7.4 脉冲持续时间的测量
1. 设置时基范围为50mm，增益调至最低。
2. 找出V1试块上25mm厚处的第一次底波的最高反射，并调至80%屏高。
3. 读出10%水平线处回波的宽度，按照钢中的声程读数, 注意TOF要设置为flank 模式.（见图1）
4. 对照初始测量值，如果偏差超过50%,寻找纠正原因或者更换探头。
8. 超声波仪器
1. 直探头放置在V1试块上一侧，时基范围调至125mm。
2. 检查第一次和最后的回波是否与时基线相一致，并检查中间其他回波的位置。
3.依次调节这些回波到80%屏高，对每一个回波，要与比例线相一致，偏差不能超过水平整个屏幕宽度的2%。
8.2 幅度垂直线性的测量
使用和测量水平线性时相同的时基范围和探头，找到TIF试块上深度为35mm处的3mm孔的最高反射波，调至80%屏高。
根据下表数值调节灵敏度，检查回波高度是否在规定的范围内。
9.整理结果并归档
初始测量数值记录表应该与超声波仪器一起保存。
定期校检的数字记录也应该与超声波仪器一起保存。
当记录表填满后，新的记录表应该与初始记录值的复印件放在一起，并且归档在质量部门可靠的地方。
如果校验不符合要求，则要根据填写“失败的校验信息”。
实验室超声波仪器使用方法
实验室超声波仪器使用方法 其实我们现在一般说超声清洗机设备也就是指超声波清洗机，我们常见的超声波清洗机大多用于医院、生物、工厂等等，当然家用也很常见，洗眼镜片或者手表等等，总之用处非常多。但是好多人不会使用超声波清洗机。就拿湖北鼎泰恒胜DT系列超声波清洗机来说，属于静音型的超声波清洗机，噪音小，非常耐用接下来介绍超声波清洗机使用方法： （1）请参照超声波清洗机安装说明书连接清洗机的电控柜与主机间的温控传感器信号线、超声驱动线、加热器控制线等线路，并接通380VAC电源，安装清洗机的上水管、放水管与溢流排放管。 （2）向清洗池内加入适量清水，液面高度以浸没将要清洗的零部件为准，一般不超过清洗池的四分之三。 （3）启动电控加热开关，将水温调节旋钮上的白色刻度线指向适当的温度(应为60℃左右)。清洗机在使用过程中，清洗机的最高温度不应超过70℃。 （4）待水温升至40℃左右时，将UC-O3零部件清洗机加入清洗池中(一般一次5kg左右)，徐徐搅动清水使其充分溶解(此时亦可启动越声波或开启鼓气装置进行搅拌)。 清洗之前宜用竹刀先将零部件表面的污垢(如防尘罩任其外表面会有很多尘土、气缸体类的零件在其外壳曲线变化处会积留很多厚且易除的油泥)简单清洁一下。超声波能够进行精密清洗，但其对泥类的污物处理能力较弱，故预处理中，应尽量将黄泥或稀泥类的污物去除。 将零部件置于钢筋料筐中轻轻放入清洗池内，当一次性放入的零件很多时，应尽量使它们在料筐中均匀分布，不相重叠。 超声波清洗机正常工作时，超声波由三个方向同时发射，按下侧超声启动，两侧的超声波即己启动，向右旋转功率调节旋钮，按下侧超声启动.并将其旋至合适的功率，此时LED显示
超声波仪器和探头的使用校验
质量规范 超声波仪器和探头的使用校验 1.目的和用途校检 所有使用的超声波检测设备都必须定期校检，仪器和探头的日校和周校都必须由通过超声认证的人员来完成，本规范描述了该校验的方法。 2.标准参考 EN12668-3 无损检测—超声设备的特点和验证—第三部分：设备组合。 EN12223 无损检测—超声检测—校准试块No1的规范。 EN27963 无损检测—刚焊缝检测—焊缝超声检测试块No2。 3.登记 为初始测量和定期校验的两个登记表格作为本规范的一部分。 4.设备 参考试块V1 DS/EN12223 参考试块V2 DS/EN27963（可利用两个宽度12.5mm和20mm） 参考试块TIF (长横孔试块) 5.测试范围 新的设备和探头组合最初使用时，必须对它作一个基本的测量，并且记录在登记簿上，并对照以下6.4/6.5/6.6/7.2/7.3/7.4节中所做的定期校验。 每一个测量点完成，记录好数值，对于剩余的测量点，做好任务标记。 探头必须每工作日校验，对于测定信操比和脉冲持续时间距离上一次使用每周一次已是足够的。仪器常规每周校验一次，但是如果使用中对仪器有怀疑，必须立即校验。 6.斜探头 目视检查探头和连接线是否有损坏或磨损；检查电路连接的稳定性；如果探头底面锲块磨损太.扭曲或者不均匀则需要研磨。 底面磨损不允许超过下面的厚度，是指从磨损最低处到探头壳平面的距离。 ●Krautkr?mer SWB-探头：1mm. ●Krautkr?mer MWB-探头：1mm. ●Krautkr?mer WB/WK-探头：2mm. 当达到这个限度时，要废弃或者更换探头底面锲块。对于可更换的锲块，晶片和锲块之间要有足够的机油以保证良好的耦合。
超声波的六大应用
超声波的六大应用 废话就不多说了，超声波的应用有很多很多，下面就例举人们最常见最常用的六大应用 一、超声波探伤仪 利用超声波测试材料仪器称为超声波探伤仪。其原理是:当超声波传播试验材料,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,通过分析影响超声水平和位置对材料性能和结构的变化。超声波检测方法通常是穿透法、脉冲反射法、级数法等。 超声波的接收和产生原理相似,当超声波不连续介质,它将产生反射,反射的超声波振动的压电晶片,产生的电压两端的压电晶片,电压探测器波形在屏幕上,屏幕电压检测器电压在压电晶片x方向,y方向是压电晶片电压产生的振动。形成了波在屏幕上。相关阅读：应用于钢铁行业的超声波探伤 二、超声波破碎机 超声波破碎机发送超声波进入人类的身体是靠机器,使用超声波巨大的能量,使石材产生共振在人体和因此波动,减轻痛苦,达到治愈的目的。 三、超声波加湿器 理论研究表明,振幅在同等条件下,一个对象的振动能量成正比,与振动频率、超声波在介质中的传播,粒子振动频率非常高,中型和大型的能源。在干燥的冬季在中国的北方,如果超声水,严重的振动可以让一壶水和分解成许多小水滴,小风扇吹水滴进室内,可以增加室内空气湿度,这是超声波加湿器的原理。疾病的治疗,如咽喉炎、支气管炎、患病的部位药物的血流量非常困难,通过使用加湿器的原理,液体雾化,让病人吸入,可提高疗效。 四、超声波清洗机 超声波清洗的原理由超声波发生器、高频振荡信号,通过换能器到高频机械振荡和在介质中的传播,清洗液。在超声波清洗流体密度和辐射向前,使液体流动和生产数以万计的微小气泡,存在于液体中微小气泡(空化核)振动角色的声场,当应力达到一定值,快速增长的泡沫,然后突然关闭,泡沫有影响力,当关闭产生上千个大气压在周围,破坏不溶性污垢,散居在清洗液。当该组织被包裹和污垢粒子表面的粘合剂在清洗、污水通过乳化、组或粒子,从而达到纯化的目的表面清洁,不直接接触物体表面的。商店不得不洗眼镜是用在这个方法。 五、超声波检查 有不同形式医学应用的超声诊断方法,可分为A型、B型、M和D四类。 类型一:基于波形的方法来显示组织特点,主要用于测量线的器官,并确定它的大小。可以用来识别的一些物理性质的病变组织,如存在的固体、液体或气体。 它的形式是一个平面图形显示通过调查组织的具体情况。检查第一个人类界面反射信号进入不同的光强度,这些点可以通过屏幕,这个方法是好的,强大的可重复性,因为比较之前和之后的
超声仪的分类
超声诊断仪的分类及介绍 A型超声波诊断仪 A型超声波诊断仪是幅度调制型（amplitude modulated mode）的简称。A型显示是超声技术应用于医学诊断中最早、最基本的方式。它主要适用于检查肝、胆、脾、眼及脑等简单解剖结构，测量线度以及获得回波幅度的大小和形状，通过分析回波幅度的分布以获得组织的特征信息。 临床诊断中的应用范围： A型超声波诊断仪可用于许多科室，其中最有代表性的应用是脑中线位置的测量。一般正常人脑中线位置通过颅骨的几何中心，最大偏差≤0.3cm。用双迹A 型诊断仪测量若脑中线偏移＞0.3cm，则应考虑有占位性病变。此法检查无痛苦，准确性高。展望 A型诊断仪是最早应用于临床的超声设备。由于B型诊断仪的出现，A型诊断仪已经面临被淘汰的边缘，目前只在脑中线测量、眼科等方面还在应用。但是A型诊断仪在组织的判别和确定（或称组织定征）、生物测量方面都具有很高的准确性和特异性。目前只有几家国外厂家在生产标准化的A型诊断仪。 B型超声波诊断仪 基本原理： B型（brightnessmodulationmode）超声，为辉度调制型，其原理与A型相同，其不同点为：①将幅度调制显示改为辉度调制显示，它将放大后的回声脉冲电信号送到显示器的阴极（或控制栅上），使显示的亮度随信号大小变化；②医生根据声像图所得之人体信息诊断疾病，而不是像A型超声那样根据波型所反映的人体信息诊病。 一般的B超工作过程为：当探头获得激励脉冲后发射超声波, （同时探头受聚焦延迟电路控制,实现声波的声学聚焦。）然后经过一段时间延迟后再由探头接受反射回的回声信号,探头接收回来的回声信号经过波束形成处理。然后由数字扫描转换器（DSC）电路进行数字变换形成数字信号,在CPU控制下进一步进行图像处理, 再同图表形成电路和测量电路一起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B超图像,也称二维黑白超声图像。 特点： B型超声具有如下特点：它将从人体反射回来的回波信号以光点形式组成切面图像。此种图像与人体的解剖结构极其相似，故能直观地显示脏器的大小、形态、内部结构，并可将实质性、液性或含气性组织区分开来。 超声的传播速度快，成像速度快，每次扫描即产生一幅图像，快速地重复扫描。产生众多的图像组合起来便构成了实时动态图像。因而能够实时地观察心脏的运动功能、胎心搏动，以及胃肠蠕动等。 由于人体内组织的密谋不同，相邻两种组织的声阻抗也不同，当声阻抗差达
超声诊断仪器操作规程
超声诊断仪器操作规程 一，机器安装前注意事项 1.不可安装在离水源较近的地主，存放场所要按规定保持一定 的温度、湿度，要求通风好，灰尘少，避免阳光照射。 2.不要存放在化学药品或有害气体的场所，机器应安放在平稳 地方，不要倾斜，防止震荡，避免冲击。 3.注意电源的频率电压及消耗电力的量值，不要放在高频磁场 的周围，保持室内清洁，操作室尽量避免闲杂人员进入。二．检查前的注意事项 1.开机前检查各个开关是否在正常位置。检查地线的连接是否正常确保安全，检查所有插座连接是否正确。 2.机器与患者接触部分，要认真检查，防止漏电，需观察稳压电源电压，待稳定到215-220v之间5分钟后方可开机。 3.详细交代检查前的注意事项，消化系统病人需空腹，妇产科、泌尿科的病人需膀胱充盈，曾作消化道钡餐造影或同位素的病人须三天后再做超声检查，超声造影的病人应避免受凉，防止感冒。三．检查中的注意事项 1．机器应由熟练专业人员操作，非专业人员不可任意开机操作，进修人员必须得到许可方可开机。 2.认真阅读检查申请单，根据临床需要认真仔细检查，根据检查要求，摆好体位，尽量使病人舒服，肌肉放松，便于检查。 3.开机后严密监视机器运转有无异常现象出现，待显视器上图像
稳定后方可开始工作。如发现异常情况，特别气味、异常声音等，应立即关机，并检查原因。检查中，严密观察病人有无异常，当发现异常时，应立即停止操作，关机或采取适当处理。 4.检查中，交待并注意病人勿触碰机器，诊断或治疗中注意不要超过规定的剂量或时间。 四．检查后注意事项 1.按规定顺序关掉机器，切断电源，取下插头时勿拉抽电线。 2.关机后，清洁探头，擦干后放入有软垫的探头架内，仪器附件及不使用的部件，要收拾、整理、归类存放，贵重仪器要加锁妥善保管。 3.各仪器要加防护罩，定期清扫，进行维修，机器如出现故障，不要随意摆弄，不可随意改造机器，维修时要请专业人员维修。五．使用探头的注意 1.探头怕受冲击，特别是接触体表的探头容易损伤，请注意不要摔落或碰撞，使用时要涂耦合剂，请不要把探头浸在水溶液中。 2.电缆线不可用力折弯，拉伸，否则易造成断线，更换或拔插头时，一定要切断装置的电源，为保护探头不受强电流冲击，检查结束时，实时扫描一定冻结。 3.探头使用后，清擦干探头上的油污，清洁时勿用酒精等有机溶剂。
焊缝探伤超声波探头的选择方案参考
焊缝探伤超声波探头的选择方案参考 编号被测工件厚度选择探头和斜率选择探头和斜率 14—5mm6×6 K3 不锈钢：1.25MHz 铸铁：0.5—2.5 MHz 普通钢：5MHz 26—8mm8×8 K3 39—10mm9×9 K3 411—12mm9×9 K2.5 513—16 mm9×9 K2 617—25 mm13×13 K2 726—30 mm13×13 K2.5 831—46 mm13×13 K1.5 947—120 mm13×13( K2—K1) 10121—400 mm18×18 ( K2—K1) 20×20 ( K2—K1) 超声波探伤在无损检测焊接质量中的作用 焊缝检验方法: 1,外观检查. 2,致密性试验和水压强度试验. 3,焊缝射线照相. 4,超声波探伤. 5,磁力探伤. 6,渗透探伤.关于返修规定:具体情况具体对待,总之要力争减少返修次数在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。 无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。 那么什么又叫超声波呢？声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判断声响的检测法，比声响法要客观和准确，而且也比较容易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。
超声波检测实验
超声波检测实验 一、实验目标 1）了解超声波探伤仪的原理并学会使用CTS-22型超声波探伤仪 2）掌握现场测试超声仪器性能的基本方法，包括：垂直线性、水平线性、探伤仪与仪器的组合性能。 3）初步学会超声波探伤 二、实验仪器设备 CTS-22型超声波探伤仪1台 2.5MHZ直探头1只 平面锻件（工件）1块 ⅡW试块(荷兰试块) 1块 平底孔试块（CS-1试块）1块 三、实验原理 1. 超声传感器结构及原理 超声波传感器又称超声波探头或超声波换能器，是利用压电效应将电能转换为超声振动能，或将超声振动能转为电能的实验装置。在实际应用中，我们利用压电效应的可逆性，也可将换能器作为“发射”或“接收”兼用。亦即将交流电压加在压电元件上，使其向介质发射超声波，同时又利于它接收从介质反射回来的超声波，并将反射转换成电信号。 图4-1是超声波纵波换能器的结构图，压电晶片是换能器的主要元件。压电晶体的厚度与超声波的频率成反比，如铁钛酸铅的频率厚度常数为1890KHz/mm，压电片的厚度为1mm时，固有频率为1.89MHz。压电片的两面敷有银层，作为导电的极板，压电片的地面接地线，上面接导线引致电路中。 2. 超声检测的基本原理 超声检测是一种利用超声波在介质中传播的性质来判断工件和材料是否异常的检验和测量方法。在超声检测中，所使用的电声、声电换能器，主要是利用
压电效应制作的，直探头可发射和接受纵波，主要由压电晶片和保护膜组成。超声波是由发射电路即高频脉冲电路产生的高频电压，加在发射探头上。发射探头将电波变成超声波，传入工件中。超声在缺陷或介面上反射后回到接收探头，转变为电波后输入给接收电路进行放大、检波，最后加到示波管上显示出来。通过缺陷在荧光屏上横坐标的位置，可以对缺陷定位；根据缺陷波的高度可确定缺陷的大小。 四、实验数据整理与分析 1.测试超声波探伤仪的垂直线性误差 绘制衰减测量曲线： 垂直线性误差： ?=++-=≤ d d d [()()] 6.9%8% 满足ZBY-84 标准规定
超声波图文详解
超声波探伤原理（初学者入门篇） 超声波是频率很高的声波，定向性很强，尤如手电筒发出的一束光，射到物体时，会被反射回来。超声波探头内，有个压电晶片，施加一个发射脉冲电压，就会产生超声波脉冲，当把探头压紧在光洁的被测工件上时，超声波束就会传入工件，以每秒数千米的声速前进，当碰到裂缝等缺陷时，从缺陷表面反射回来，传回到探头晶片上，产生回波电压。经仪器处理后，从声波来回所花费时间，再扣除掉晶片到探头表面保护膜所化的时间（称作探头零点），乘上声速就是超声波脉冲走过的路程称作声程，也就是从探头表面，声波入射到工件的点（称作入射点）到缺陷之间的距离，同时从回波电压大小也可推算出缺陷大小。由于发射时晶片强裂振动，震动哀减下来需要一定时间，此期间收到的回波混在余震中无法区别，故最小探测距离一般为5mm以上。如要探测近距离缺陷，需用频率高阻尼好的探头或双晶探头。
当声波前进到工件底部时，也会产生反射。反射方向同镜子反光规则，即垂直射入时，垂直反射回；斜射时，反射角等于入射角，且在法线两侧。如果工件底面平行于放置探头的探测面，垂直反射的回波仍能被探头接收到，而且工件底面面积一般来说远比缺陷大，故底面回波幅度也远比缺陷波幅度大。 底面回波简称底波。底波回传到探测面时，又会产生反射，又会向底面传播，如此来回反射，形成2次底波，3次底波，4次底波等等。由于存在扩散现象，反射损耗，吸收损耗等，各次底波会越来越小，经过一段时间后，能量就会耗尽，再起动下一次发射。每秒发射次数称发射重复频率，探头移动速度快时，要求较高发射重复频率，否则会造成漏检。
如果工件底面同探测面不平行，根据反射角等于入射角原理，反射波偏向一边，底面反射波就回不到探头，也就收不到底波，故工件的上下面不平行时，是看不到底波的。同理，如工件内部缺陷面平行于波束传播方向，也是收不到缺陷回彼的。如缺陷面垂直于波束传播方向，收到的缺陷回波会最大，所以要根据缺陷最可能的方向，尽量选择探伤灵敏度高的探测面探伤，或选不同方向探测面反复探测，如找不到合适的探测面，也可改用斜探头。 斜探头内的晶片是倾斜安装的，射出的超声波束也是斜线进入工件的。为表明倾斜程度，用工件内波束方向同探测面垂线之间的夹角表示。角度越大，波束越倾斜；声程在水平方向上的分量（也可叫投影）所占比例越大，垂直分量比例越小。常用的60度斜探头，水平同垂直之比为1.73比1（60度正切函数值），也可用这个比值称为K值来表示，故K = 1.73就是60度的斜探头，而K = 0是斜探头的特例，即称为直探头，没有水平分量，垂直分量就是声程。 斜探头常用于焊缝探伤，因为焊缝表面高低不平，不能用直探头直接在焊缝上探伤，而且缺陷往往平行于焊缝，直探头的声束和缺陷面的夹角很小，也不易发现缺陷。由于斜探头的声束是倾斜进入工件的，可以避开高低不平的焊缝表面，在焊缝一侧探伤，而且声束和缺陷面的夹角比较大，尤其是先入射到底面再斜着反射的声束正好垂直于缺陷表面，能产生比较大的反射波，容易检测到缺陷，这也称为2次波探伤。随着探头朝远离焊缝方向移动，一直可以探到焊缝最上部，不过再移下去声束会先打到上表面，再斜着反射下来，也可打到焊缝，形成3次波探伤。但是路程越远回波强度越弱，应尽量不用。用1次波探到的缺陷深度，就等于声束走过的垂直分量；用2次波探到的缺陷深度不等于垂直分量走过的路程之和。缺陷越浅，垂直分量走过的路程之和反而越大。例如板厚20mm，声束的垂直分量走过35mm（缺陷波出现在刻度垂直分量 35mm处），这表明声束的垂直分量走20mm，碰到底面后反射向上走15mm （35 - 20），故缺陷深度为5mm（20 - 15）。读者可在纸上画示意图理解。 由于超声波在传递过程中，强度会遂步衰减，相同大小的缺陷，在不同深度时，缺陷回波的高度是不一样的，不能用某一波高一刀切来定缺陷大小。为了帮助判断缺陷大小，用曲线来表示某一大小的缺陷回波高度同深度的关系。直探头探伤往往用AVG曲线，斜探头用DAC曲线。 超声波探头必须同工件表面紧密接触，中间那怕一层极薄的空气，也会产生极大衰减，在工件上刷耦合剂（例如机油）就能减少耦合损失。如工件表面光洁度不好，而曲线是对试块做的，那末根据两者光洁度的差别，探伤时，应对增益（仪器放大量）增加一些，以补偿耦合损失。补偿量大小可凭经验确定，也
超声波使用说明书
N&DN系列(LCD) 超声波细胞粉碎机 使 用 说 明 书 宁波新芝生物科技股份有限公司 地址：宁波市国家高新技术园区木槿路65号 315013 电话： 传真： 网址： 一. 概述 随着生物产业的发展，应用超声波细胞粉碎机所做的实验要求也随之提高，如对
样品温度的测定、控制，低温冷却样品及整机的智能化程度的提高等等，都提出了新的要求，为进一步完善此类仪器的各项性能，我公司在现有各种型号的超声波细胞粉碎机的基础上，吸收国外最新技术，结合微电脑控制、选频、测温、保护等软硬件技术而研制的超声波细胞粉碎机，它具有技术先进、性能可靠、操作简便、外型美观、显示清晰明亮、测温控温精确等优点。 超声波细胞粉碎机是一种利用强超声在液体中产生空化效应，对物质进行超声处理的多功能、多用途的仪器，能用于动植物组织、细胞、细菌、芽胞菌种的破碎，同时可用来乳化、分离、分散、匀化、提取、脱气、清洗及加速化学反应等等。该机广泛应用于生物化学、微生物学、药物化学、表面化学、物理学、动物学、农学、医学、制药等领域教学、科研、生产。
Ф18 3/4”20-25KHz 200-950W 200 - 500ml Ф20 3/4” -1000ml Ф25 1” -1200ml 本机由超声波发生器和超声波换能器组件两大部分组成。超声波发生器（电源）是将220VAC、50Hz的单相电通过变频器件变为20-25kHz、约600V的交变电能、并以适当的阻抗与功率匹配来推动换能器，作纵向机械振动，振动波通过浸入在样品溶液中的钛合金变幅杆对被破碎的各类细胞产生空化效应，从而达到破碎细胞之目的。其电原理由整流电源，开关电源、变频系统、功率放大器、锁相频率自动跟踪器、功率调节器、功率检测器、功率保护器及微电脑控制等组成。 换能器组件是由压电振子、变幅放大器所组成的产生机械能的聚能变幅装置。仪器功能键说明（见附图）： 变幅杆选择开关航空插(超声) 保险丝-8A 保险丝-5A 电源插座 五. 参数设置： 图2.面板和按键 1.按安装图说明安装好本仪器，用专用的电源线连接发生器背面的电源插座， 把换能器组件的信号输入接头与信号输出接口连接好。把换能器组件插入隔 音箱顶部的专用孔内，即完成了本仪器的安装。 检查仪器后面板上变幅杆选择开关是否选择在与变幅杆相应的位置. 2.打开电源,显示窗显示变幅杆选择(如图3) 图3.变幅杆选择界面 上图中闪烁显示的”-02-”表示选择的变幅杆规格为Ф2 按<7.导航键>的上下键切换变幅杆规格, 选择范围:Ф2Ф3Ф6Ф8Ф10Ф12Ф15Ф18Ф20Ф25 按<4.确定键>确定变幅杆规格,注规格选择务必按实际规格选择 3.选择工程组参数(如图4) 工程号 发振时间间隙时间 保护温度超声功率 图4.工程组参数选择 按<7.导航键>的上下键切换变幅杆规格,选择范围:Pro00-19共20组参数 按<4.确定键>确定工程组参数 4.待机界面介绍(如图5) 总工作时间 工作/间隙符号工作/间隙时间 样品温度(实测) 超声功率 图5.待机界面 按<7.导航键>的左右键来切换工作/间隙的时间显示,r表示工作,P表示间隙 按<3.设置键>进入参数设置(详见五.5)
第3章 医用超声换能器与探头
第3章 医用超声换能器与探头 超声诊断仪是通过探头产生入射超声波(发射波)和接收反射超声波(回波)的，它是诊断设备的重要部件。高频电能激励探头中的晶体产生机械振动，反射超声波的机械振动又可以通过探头转换为电脉冲。也就是说探头能将电能转换成声能，又能够将声能转换成电能，所以探头又称作超声换能器。其原理来自于晶体的压电效应。 §3.1压电效应 压电效应泛指晶体处于弹性介质中所具有的一种声-电可逆特性，此现象为法国物理学者居里兄弟于1880年所发现，故也称居里效应（图3-7）。 图3-1晶体的压电效应 具有压电效应性质的晶体，称为压电晶体。目前常用于超声探头的晶体片有锆酸铅、钛酸钡、石英、硫酸锂等人工或天然晶体。钛酸钡及锆酸铅是在高温下烧结的多晶陶瓷体，把毛坯烧结成陶瓷体后，经过适当的研磨修整，
得到所需的几何尺寸，再用高压直流电场极化后，就具有压电性质，成为换能器件。 3.1.1正压电效应 在晶体或陶瓷的一定方向上，加上机械力使其发生形变，晶体或陶瓷的两个受力面上，产生符号相反的电荷；形变方向相反，电荷的极性随之变换，电荷密度同外施机械力成正比，这种因机械力作用而激起表面电荷的效应，称为正压电效应，如图3-7(a)。 3.1.2逆压电效应 在晶体或陶瓷表面沿着电场方向施加电压，在电场作用下引起晶体或陶瓷几何形状应变，电压方向改变，应变方向亦随之改变，形变与电场电压成比例，这种因电场作用而诱发的形变效应，称为逆压电效应，如图3-7(b)。 一般情况下，压电效应是线性的，然而，当电场过强或压力很大时，就会出现非线性关系。 晶体和陶瓷片因切割方位和几何尺寸的不同，产生机械振动的固有频率也不同，当外加的交变电压的频率与固有频率一致时，产生的机械振动最强；当外加的机械力的频率与固有频率一致时，所产生的电荷也最多。在超声波诊断仪中激励脉冲的频率必须与探头的固有频率相同。 §3.2压电换能器的特性 压电换能器的特性参量很多，现只简单介绍以下3种。 3.2.1频率特性 压电换能器的晶体本身是一个弹性体，因此有其固有的谐振频率，当所施力的频率等于其固有频率时，它将产生机械谐振，由于正压电效应而产生
实验一超声波仪器性能的测定
超声波检测实验讲义
实验一超声波仪器性能的测定 一. 目的： 现场测试超声波仪器性能，包括垂直线性，水平线性，电噪声，动态范围和衰减器精度。 二. 实验设备： 超声波探伤仪，直探头(2.5P14，2.5P20，5P14等均可) IIW1试块(或CSK-IA，1#试块等均可) 平底孔试块。 三. 实验步骤 1.测定垂直线性 缺陷在工件中的大小是通过缺陷回波在示波屏上的幅度大小反映的，反射回波幅度是按一定规律反映缺陷实际反射声压的大小，即为仪器的垂直线性状况，以垂直线性误差表示。如图1所示，把与探伤仪连接的直探头平稳地耦合在平底孔试块的探测面上，仪器上的"抑制"与"深度补偿"关闭，在衰减器上应至少留有30dB的衰减余量，调节"增益"，使直探头在试块上找到的最大平底孔回波高度为100%满刻度，固定探头位置与接触压力(必要时可采用专用的探头压块)。调节衰减器，依次记下每衰减2dB时平底孔回波幅度的满刻度百分数并记入表1，并与理论值比较，取最大正偏差△+和负偏差最大绝对值｜△-｜之和为垂直线性误差，即： △=(｜△+｜+｜△-｜)(%) ----(1) 注：理论波高值按下式计算-- △dB=20lg(H100/H)(式中H100为以100%满刻度起始的基准波高，H为每衰减2dB时理论上应达到的波高)。最后在图2上以波高(%)为纵坐标，衰减量(dB)为横坐标绘出垂直线性理想线与实测线(按表1)，再根据(1)式计算垂直线性误差。
图1 图2 2.测定水平线性 缺陷在工件中的位置是通过缺陷回波在示波屏上的位置反映出来的，通过仪器有关旋钮调整能否使仪器示波屏上的水平扫描线按一定比例反映超声波在工件中所经过的距离，即为仪器的水平线性，以水平线性误差表示。如图3所示，把直探头平稳地耦合在IIW1试块上厚度25mm的平面上(应离开边缘有一定距离以防止侧壁效应干扰)，调节仪器上的"增益"，"衰减"，"水平"(或"零位"，"延迟")，"深度"(粗调与细调)，当采用"五次底波法"时：应使示波屏上出现五次无干扰底波，在相同回波幅度(例如50%或80%满刻度)情况下，使第一次底波B1前沿对准水平刻度线的20mm刻度，第五次底波B5前沿对准水平刻度线的100mm刻度，然后依次将B2，B3，B4调节到上述相同幅度下读取第二，三，四次底波前沿与水平刻度线上的40mm，60mm和80mm刻度的偏差，填入表2，取最大偏差△max(以mm计)按下式计算水平线性误差：△=(｜△max｜/0。8L)x100%，式中L为水平刻度线全长，通常为100mm，故0。8L=80mm 图3 图4 采用五次底波法仅能测定0。8L范围内的水平线性，而对前面占0。2L的范围则不能测定，因此现在已要求采用六次底波法，即：以相同幅度(50%或80%满刻度)使B1前沿对准水平刻度线0mm处，B6前沿对准水平刻度100mm处，也在相同幅度下读取B2，B3，B4，B5各底波前沿与水平刻度线20mm，40mm，60mm，80mm的偏差(见图4)，填入表3，取最大偏差△max(以mm计)按下式计算水平线性误差：=(｜△max｜/L)x100%，式中L为水平刻度线全长，通常为100mm。 表3
超声仪使用注意事项
注意事项： 1.安装probe时，夹住的始终是converter housing，不要夹probe。 2.不要触摸在振动中的probe。 3.在没有安装tip、extender或microtip时不要操作probe。 4.不要在超声处理仪还出在极冷或极热的条件下就对其进行操作，一定要等其达到室温再操作。 5.不要在probe和convert之间加垫圈。不要在convert、probe、replacetip或microtip的螺纹或mating surface上涂抹润滑油。 6.不要让所超的液体浸没到converter。在使用cup horn超声时需要有防止液体溅出的防护措施。 7.使用microtip或extender时不能在空气中振动超过10s。使用microtip时振幅不能超过其最大限度――40％。如果超过40％，会造成microtip的损伤。振动的microtip不能接触除样品以外的任何物质。 8.超声对象是低表面张力的液体时，所用的probe不能带有replaceable tip。 9.将其放置在平稳的工作台上，周围有足够的空间利于仪器的散热，周围环境避免灰尘，高温。 10.要用配套工具保证converter，probe，tip 间的紧密连接（但不可过紧，以免拆卸不便）。 11. 带可更换tip的探头不适用于低表面张力的液体和有机溶剂，这类液体可能会渗透进入连接螺纹，造成tip头与探头的隔离，此时最好使用一体化探头。工作时一定要保证探头不能脱离溶液，要浸入样品中，若使用1/2英寸标准探头，浸入深度应该大约5厘米，若使用微探头浸入深度大约1厘米。如果探头浸入的深度不够，将会把空气注入样品中，导致样品起泡沫。所用的振幅的大小可以依据样品的体积和成分以及实验的需要，根据样品的处理程度增大或减小。 步骤： 1.打开ON/OFF开关到ON。显示屏上会显示超声的功率比率，警告的注意事项以及最后显示控制面板。要进行超声，amplitude是必须设置的，其他的控制参数－－time和pulse只有在脉冲超声时设置，如果是连续的超声，则可以不用设置。在设定时，最大工作时间是9小时59分59秒，在实际应用中要尽量避免长时间使用。振幅的调整范围在20%-100%，但使用不同型号的探头，其最大振幅有所不同，不可超过其范围使用。在开机时会有提示，需要注意！ 2.对于连续超声，在设置好AMPL后就可以开始超声了。按下START键。要停止则按下STOP 键。要清除错误的输入，则按下CLEAR键。 对于脉冲超声模式，TIMER的设定与连续超声有所不同，因为该模式下的处理时间只是pulse on的时间。例如，如果pulse on和pulse off均为1s时，如要超声1h，则需要设定2h。设定好后按下ENTER/REVIEW键。（使用PULSE超声，可以在高强度下处理对温度敏感的样品，可以避免样品中热量的积累。） 3.超声完成后，将样品移走，及时用超纯水将浸没过溶液的探头部分进行超声清洗，清洗时间及次数视超声溶液而定，一般为30秒*3次。 4.清洗探头后关闭电源开关，拔下插头。
超声波仪器 探头性能指标及其测试方法
超声波仪器、探头主要组合的性能测定 1、电噪声电平（%） 仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大，衰减器置“0”，深度粗调、深度微调置最大。读取时基线噪声平均值，用百分数表示。 2、灵敏度余量（dB） a)使用2.5MHz、Φ20直探头和CS－1－5或DB--PZ20—2型标准试块。 b)连接探头并将仪器灵敏度置最大，发射置强，抑制置零或关，增益置最大。若此时仪器和探头的噪声电平(不含始脉冲处的多次声反射)高于满辐的10％，则调节衰减或增益，使噪音电平等于满辐度的10％记下此时衰减器的读数S0。 图1 直探头相对灵敏度(灵敏度余量)测量 c)将探头置于试块端面上探测200mm处的i2平底孔，如图17所示。移动探头使中Φ2平底孔反射波辐最高，并用衰减器将它调至满辐度的50％，记下此时衰减器的微S l，则该探头及仪器的探伤灵敏度余量S为：S=S1--S0(dB)
3、垂直线性误差测量（%） (1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照 波，如图2所示。调节探伤仪灵敏度，使参照波的辐度恰为垂直刻 度的100％，且衰减器至少有30dB的余量。测试时允许使用探头压 块。 图2 垂直线性误差测量 (2)用衰减器降低参照波的辐度，并依次记下每衰减2dB时参照波辐度的读 数，直至衰减26dB以上。然后将反射波辐度实测值与表l中的理 论值相比较，取最大正偏差d(+)与最大负偏差d(-)，则垂直线性 误差△d用式(1)计算： △d=｜d(+)｜+｜d(-)｜ (1) (3)在工作频率范围内，改用不同频率的探头，重复(1)和(2)的测试。 4、动态范围的测量（dB） (1)连接探头并在试块上探测任一反射波(一般声程大于50mm)作为参照 波。 (2)调节衰减器降低参照波，并读取参照波辐度自垂直刻度的100％下降 至刚能辨认之最小值(一般约为3～5％)时衰减器的调节量，此调节 量则定为该探伤仪在给定频率下的动态范围。 (3)按(1)和(2)条方法，测试不同频率不同回波时的动态范围。 5、水平线性误差测量（%） (1)连接探头，并根据被测探伤议中扫描范围档级将探头置于适当厚度 的试块上，如DB――D1，DB—Pz20-2，CSK-1A试块等，如图3所 示。再调节探伤仪使之显示多次无干扰底波。 (2)在不具有“扫描延迟”功能的探伤仪中，在分别将底波调到相同辐 度的条件下，使第一次底波B1的前沿对准水平刻度“2”第五次底 波B5的前沿对准水平刻度“10”，然后依次将每次底波调到上述相 同辐度，分别读取第二、三四次底波前沿与水平刻度“4”、“6”、“8” 的偏差Ln，如图4所示，然后取其最大偏差Lmax按式(2)计算水平 线性误差ΔL： 式中：ΔL：水平线性误差，％； B：水平全刻度读数。
超声探头简介
超声探头 句光宇1、超声波传感器工作的原理 1)压电效应 某些晶体材料受到外力作用时，不仅发生变形，而且 部被极化表面产生电荷；当外力去掉后，又回到原来状态， 这种现象称为压电效应。 在自然界多数晶体具有压电效应, 但压电效应十分微 弱。随着对材料的深入研究, 发现石英晶体、钛酸钡、锆 钛酸铅等材料是性能优良的压电材料。 ●正压电效应： ?一些晶体结构的材料，当沿着一定方向受到外力作用时，部产生极化现象，同时在 某两个表面上产生符号相反的电荷； ?而当外力去掉后，又恢复不带电的状态； ?当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变； ?晶体受作用力产生的电荷量与外力的大小成正比，这种机械能转换为电能的现象称 为正压电效应。 ●逆压电效应： ?如果给晶体施加以交变电场，晶体本身则产生机械变形，这种现象称为逆压电效应， 又称电致伸缩效应。 ?压电效应具有可逆性。 2)石英与压电瓷的压电效应机理 压电式超声波传感器（超声波探头）是利用压电元件的逆压电效应，将高频交变电场转换成高频机械振动而产生超声波（发射探头）；再利用正压电效应将超声振动波转换成电信号（接收探头)。发射探头和接收探头结构基本相同，有时可用一个探头完成两种任务。 ●石英晶体的压电效应
X 轴：电轴或1轴； Y 轴：机械轴或2轴； Z 轴：光轴或3轴。 ◆ “纵向压电效应”：沿电轴（X 轴）方向的力作用下产生电荷 ◆ “横向压电效应”：沿机械轴（Y 轴）方向的力作用下产生电荷 ◆ 在光轴（Z 轴）方向时则不产生压电效应。 ? 当沿x 轴方向加作用力Fx 时，则在与x 轴垂直的 平面上产生电荷 x x F d Q ?=11 d 11——压电系数（C/N ） ? 作用力是沿着y 轴方向电荷仍在与x 轴垂直的平面 y y x F b a d F b a d Q 1112-== （1112d d -=） ? 切片上电荷的符号与受力方向的关系 图（a ）是在X 轴方向受压力，图（b ）是在X 轴方向受拉力， 图（c ）是在Y 轴方向受压力，图（d ）是在Y 轴方向受拉力。 ? 切片上电荷的符号与受力方向的关系： ◆ 正负电荷是互相平衡的，所以外部没有带电现象。 ◆ 在X 轴方向压缩，表面A 上呈现负电荷、B 表面呈现正电荷。 ◆ 沿Y 轴方向压缩，在A 和B 表面上分别呈现正电荷和负电荷 。
超声波美容仪使用说明
超声波美容仪/超声波美颜仪纤姿QZ-62 纤姿宝丽姿超声波美容仪/ QZ-62超声波美颜仪 一、概念与功效： 超声波是指频率超过1万赫兹以上的机械振动波，该振动波具有机械作用、温热作用和化学作用。超声波美容仪利用超声波穿透力强、能深入皮下4～6厘米 的特点在人身体、面部进行理疗来达到减肥塑身以及美白改善肤质的目的。其通过超过1兆赫超音波的压缩与伸展，形成每秒100万次的细微振颤按摩，如同千百万双手在进行按摩，肌肤深层的细胞组织在高速振动及多种波形作用下迅速升温，加快血液体液循环，促进新陈代谢，恢复机体细胞活性。并在体液中形成无数细小气泡，包裹体内毒素、废物和打散、振碎皮下多余脂肪，最终排出体外。具有增强细胞活性、通透性，紧实肌肤、改善肌肤问题，燃烧脂肪、瘦身等多重功效。 二、功能 1. 超声波功率强、能量大，作用于面部可以使皮肤细胞随之振动，产生微细的按 摩作用，改变细胞容积，从而，改善局部血液和淋巴液的循环，增强细胞的通透性，提高组织的新陈代谢和再生能力，软化组织，刺激神经系统及细胞功能，使皮肤富有光泽和弹性。 2. 纤姿BZ-62超声波美容仪智能营养导入/清洁导出功能，清洁毛孔、洁面排毒、营 养导入、美白淡班、紧致去皱、瘦身瘦面。 3. 超声波美容仪营养导入功能，比一般超音波或光离子导入强效2倍，皮肤更好吸 收。4. 超声波美容仪紧致提升功能，有效活化细胞、增生骨胶原蛋白、肌肤变得柔嫩富弹力。 5. 超声波美容仪烧脂功能，有效温热软化脂肪、促进新陈代谢、瘦身瘦面效能。 三、特点： 每秒钟振动的频率远远高于普通美容仪，而且它的探头采用钛合金制成，因而传导性、抗氧化性、耐腐蚀性也是相当好的。它可以深达皮下5-6公分，经过尚赫
超声仪器
超声仪器
第一节超声诊断仪的基本组成及构造 任何超声诊断仪均由以下三个组成部分组成：(1)超声换能器（探头）部分。(2)基本电路(包括计算机信号处理)部分。(3)显示(包括输出)部分。 一、超声换能器 （一）换能器的构成 医用超声换能器是将电能转换成超声能，同时也可将声能转换成电能的一种器件，它是超声仪器中的重要部件。 换能器的核心是压电振子（晶片），由它完成机械能与电能之间的转换。当在晶片上加一机械振动时，晶片材料将产生电荷――将机械能转变为电能（正压电效应）；当在晶片上加一交变电信号，则此材料将产生与交变信号同样频率的机械振动一－将电能转变为机械能（逆压电效应）。产生超声波就是晶体的逆压电效应。 换能器除了压电振子外，其组成成分尚有匹配层、聚焦件及背衬块。 匹配层是位于压电振子前面的一层或多层的声学材料，它能使高声阻抗的压电振子与低声阻抗的人体组织之间达到阻抗匹配，以提高声能的最大传输效率。 聚焦件是在探头与人体接触处有一个用塑料或树脂制成的声透镜，只要透镜材料中的声速大于周围介质声速时，声束通过透镜的折射效应即可发生会聚，声透镜也作为换能器的保护层。 压电振子振动时还向后面发射超声波能量。为了防止背向超声波对前向超声波形成干扰，故在压电振子后面需放置一个强吸声材料做成的吸声块。 （二）换能器的类型与临床应用 线阵探头、凸阵探头：线阵型探头是由6—8个阵元沿一直线排列并按一定的组合的超声波探头，凸阵探头则是沿圆弧排列的超声波探头。阵元组依一定顺序工作，用电子开关轮番地接通，前者形成一系列线性扫描移动的波束，后者是以扇形扫描。这类探头主要用于腹部、妇产、外围血管； 机械扇形扫描探头：探头中的晶片通过探头内微型电机驱动晶片作扇形扫查，以扇形显示声像图。主要用于心脏； 环阵扇形探头：是由一系列同心的圆环形晶体组成并通过适当调整、控制圆环形晶体的激励信号和接收信号的相延(或时延)，使声束聚焦的焦距作连续或步进式移动，以实现连续或分段动态聚焦的超声换能器。主要用于腔内检查。 高频探头：当频率在40～100MHz范围时，称之为高频探头，主要用于皮肤成像，冠状动脉内成像及眼部成像，如：超声生物显微镜。 二、基本电路 目前超声诊断仪除连续多普勒采用连续超声波外，大多采用脉冲超声波，后者的超声诊断仪种类很多，但其基本结构大致相同，通常由主控电路、发射电路、高频信号放大电路、视频信号放大和扫描发生器组成。 1、主控电路 主控电路即同步触发信号发生器，它周期性地产生同步触发脉冲信号，分别去触发发射电路与扫描发生器中的时基扫描电路。 2、发射电路 发射电路受同步信号触发后，产生高压电脉冲去激发换能器，换能器受到激发后，便发射一定频率和宽度的脉冲超声波。 3、高频信号放大电路
超声波距离传感器技术原理与应用
超声波距离传感器技术原理与应用 2007-4-24 10:16:00 兆洲科技供稿收藏 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。 超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。 超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标包括： （1）工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。 （2）工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不产生失效。医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。 （3）灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。 结构与工作原理 当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器，所谓叫双压电晶片元件，施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。 如超声波传感器，一个复合式振动器被灵活地固定在底座上。该复合式振动器是谐振器以及，由一个金属片和一个压电陶瓷片组成的双压电晶片元件振动器的一个结合体。谐振器呈喇叭形，目的是能有效地辐射由于振动而产生的超声波，并且可以有效地使超声波聚集在振动器的中央部位。 室外用途的超声波传感器必须具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰尘的侵入。压电陶瓷被固定在金属盒体的顶部内侧。底座固定在盒体的开口端，并且使用树脂进行覆盖。（参见图4）对应用于工业机器人的超声波传感器而言，要求其精确度要达到1mm，并且具有较强的超声波辐射。 利用常规双压电晶片元件振动器的弯曲振动，在频率高于70kHz的情况下，是不可能达到此目的的。所以，在高频率探测中，必须使用垂直厚度振动模式的压电陶瓷。在这种情况下，压电陶瓷的声阻抗与空气的匹配就变得十分重要。压电陶瓷的声阻抗为2.6×107kg/m2s，而空气的声阻抗为4.3×102kg/m2s。5个幂的差异会导致在压电陶瓷振动辐射表面上的大量损失。一种