超声波单晶探头的结构

一、压电晶片
　　压电晶片多为圆板形和方型。如图所示：
　　压电晶片的厚度与超声频率成反比。例如锆钛酸铅(PZT-5)的频率厚度常数为1890千赫/毫米，晶片厚度为1毫米时，自然频率为1.89兆赫，厚度为0.7毫米时，自然频率约2.5兆赫。
　　压电晶片的直径与扩散角成反比。
　　压电晶片的两面敷有银层，作为导电的极板，晶片底面接地线，晶片上面接导线引至电路上。

　　二、保护膜
　　探伤仪直探头为避免晶片与工件直接接触而磨损晶片，在晶片下粘合一层保护膜。
　　保护膜有软性保护膜及硬性保护膜两种。软性的可用薄塑料膜(厚约0.3毫米)，与表面粗糙的工件接触较好。硬性的可用不锈钢片或陶瓷片。
　　保护膜的厚度，为二分之一波长的整倍数时(在保护膜中的波长)，声波穿透率最大。厚度为四分之一波长的奇数倍时，穿透率最小。
　　保护膜的材料性质要注意声阻抗的匹配，设保护膜的声阻抗为Z，晶片的声阻抗为Z1，被测工件的声阻抗为Z2，条件为:

　　晶片与保护膜粘合后，探头的谐振频率将降低。
　　保护膜与晶片粘合时，粘合层应尽可能的薄，不得渗入空气。
　　粘合剂的配方为:
　　618环氧树脂：二乙烯三胺:邻苯二甲酸二丁酝=100：8：10
　　粘合后加一定压力，放置24小时，再在60℃~80℃温度下烘千4小时。
　　三、阻尼
　　阻尼块又名吸收块，其作用为降低晶片的机械品质因数Qm，吸收声能量。如果没有阻尼块，电振荡脉冲停止时，压电晶片因惯性作用，仍继续振动，加长了超声波的脉冲宽度，使盲区增大，分辨力差。如下图所示。

压电陶瓷片的振荡

　　块的声阻抗等于晶片的声阻抗时，效果最佳，常用的吸收块配方如下:
　　钨粉:环氧树脂:二乙烯三胺(硬化剂):邻苯二甲酸二丁脂(增塑剂)=35克:10克:0.5克:1克
　　为使晶片和阻尼块粘合良好，在灌浇前先用丙酮清洗晶片和晶片座表面，并加热至60~80℃再行灌浇。环氧树脂和钨粉应充分混合均匀。灌浇后把探头倾斜，使阻尼块上表面倾斜20°左右，这样可消除声波在吸收块上的反射，使荧光屏上杂波减少。如上图所示。