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一個超聲波探頭殼體內裝有兩個晶片,稱之為雙晶超聲波探頭,又稱分割式超聲波探頭。由兩個縱波晶片組合成的雙晶超聲波探頭,稱為縱波雙晶超聲波探頭,又稱雙晶直超聲波探頭。由兩個橫波晶片組成的雙晶超聲波探頭,稱為橫波雙晶超聲波探頭,又稱雙晶斜超聲波探頭。
這兩種雙晶超聲波探頭中,雙晶直超聲波探頭的應用較為廣泛。雙晶直超聲波探頭的兩個縱波晶片一個用于發射超聲,一個用于接收超聲。發射壓電晶片大都采用發射性能好的鋯鈦酸鉛,接收壓電晶片大都采用接收性能好的硫酸鋰。區別于單晶超聲波探頭而言,雙晶超聲波探頭的發射靈敏度和接收靈敏度都更高。
雙晶超聲波探頭的兩個晶片之間有一片吸聲性強、絕緣性好的隔聲層,它不僅用于克服發射聲束與反射聲束的相互干擾和阻塞,而且能使脈沖變窄、分辨率提高、消除發射晶片和延遲塊之間的反射雜波,進入接收晶片,有效減少雜波。由于雙晶超聲波探頭的發射部分和接收部分都帶有延遲塊,能使探傷盲區大幅減小,故雙晶超聲波探頭對表面缺陷的探傷十分有利。
超聲波傳感器的檢測范圍,取決于其使用的波長和頻率。波長越長,頻率越小,檢測距離越大,如具有毫米級波長的緊湊型傳感器的檢測范圍,為300~500mm,波長大于5mm的傳感器檢測范圍可達8m。一些傳感器具有較窄的6o聲波發射角,因而更適合精確檢測相對較小的物體。另一些聲波發射角在12o至15o的傳感器能夠檢測具有較大傾角的物體。
此外還有外置探頭型的超聲波傳感器,相應的電子線路位于常規傳感器外殼內。這種結構更適合檢測安裝空間有限的場合。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。