超声波探头晶片的厚度对脉冲波的影响（二）

来源：时间：2022-08-28

改变探头晶片厚度及晶片与背衬材料阻抗匹配情况也可以改善发射信号的频带宽度，如图4-11所示[8]。图中所示的三种探头都是为了产生出宽频带超声波而设计的，主要设计思想都是要尽可能减少来自探头背面的反射脉冲。其中，图4-11a对应信号及频谱来自具有较厚晶片的探头，且晶片与其背面介质匹配良好，探头晶片前后表面的反射波能够从时域上加以区分。

图4-11b中，通过采用一种与探头晶片具有相似物理特性的材料作为背面介质而获得两者阻抗之间的良好匹配，但晶片不是很厚，产生的超声波频谱没有图4-11a中的宽，且高频部分形状不规则。对于压电陶瓷晶片来说，与其匹配的材料可以是一种无磁性的块体陶瓷，探头结构如图4-12所示[9]。图4-11c对应的波形及其频谱来源于Kazhis和Lukoshevichyus设计的探头，如图4-13所示[10]。他们利用一种非标准化的方法使探头内部电场发生扭曲，从而减少甚至避免来自探头背面的反射脉冲。这种探头所产生的超声波频带范围非常宽。

探头频带对分辨力、盲区大小以及灵敏度等都有影响，需要慎重选择。通常，宽频带探头具有脉冲宽度较小、盲区小、深度分辨力好等优点，但灵敏度较低；反之，窄频带探头对应的脉冲宽度较宽、盲区大、深度分辨力差，但灵敏度高、穿透力强。

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超声波在工业应用上的应用（一）

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