超聲波探頭檢測(cè)方法

超聲波探頭的應(yīng)用范圍很廣，涉及到材料的缺陷檢測(cè)、形貌檢測(cè)、聲學(xué)性能檢測(cè)等多種領(lǐng)域。下面主要介紹超聲波探頭在材料聲學(xué)性能檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

材料密度檢測(cè)

聲速的大小與介質(zhì)速度、密度和壓縮模量有關(guān)，因此通過(guò)測(cè)量材料中超聲波的傳播速度，可以反推材料的密度和壓縮模量。常見的密度檢測(cè)方法有傳統(tǒng)的干式法和液浸法。

干式法： 實(shí)驗(yàn)者將材料樣品放置在超聲波儀上，在超聲波探頭上覆蓋統(tǒng)一厚度的耦合介質(zhì)后，向樣品內(nèi)部發(fā)射超聲波，測(cè)量超聲波的從探頭到樣品內(nèi)部的路徑時(shí)長(zhǎng)，可以反推材料的密度。

液浸法： 實(shí)驗(yàn)者將材料樣品置于測(cè)量杯中，加入特定密度的液體使樣品完全浸泡在其中。在液體中發(fā)射超聲波，測(cè)量超聲波在液體中傳播時(shí)間，可以計(jì)算出液體中的聲速，從而反推材料的密度。

材料彈性模量檢測(cè)

材料的彈性模量是反映材料在外力作用下抗拉抗壓能力的物理量。常用的彈性模量檢測(cè)方法有聲速-密度法和共振頻率法。

聲速-密度法： 實(shí)驗(yàn)者先通過(guò)超聲波探頭測(cè)量樣品的聲速和密度。根據(jù)材料的聲速和密度計(jì)算出材料的彈性模量和泊松比。

共振頻率法： 實(shí)驗(yàn)者用超聲波探頭通過(guò)諧振模式來(lái)測(cè)量樣品的固有頻率和質(zhì)量，并利用彈性力學(xué)理論計(jì)算出材料的彈性模量。

材料泊松比檢測(cè)

材料的泊松比是材料在受到拉伸或壓縮應(yīng)力時(shí)，沿周期性方向的收縮或膨脹相對(duì)于沿壓縮或拉伸方向的收縮或膨脹的比例。泊松比的計(jì)算與材料的彈性模量和密度有關(guān)。常用的泊松比檢測(cè)方法有聲速法和共振頻率法。

聲速法： 通過(guò)測(cè)量超聲波在材料中的傳播速度，結(jié)合材料的密度和彈性模量計(jì)算出材料的泊松比。

共振頻率法： 同樣需要通過(guò)諧振模式測(cè)量樣品的頻率和質(zhì)量，根據(jù)材料的泊松比和彈性模量計(jì)算出材料的密度，從而反推材料的泊松比。