第4章超声检测的设备与器材资料.

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超声波检测设备【共37张PPT】

超声波检测设备【共37张PPT】

对于纵波探伤,缺陷定位比较简单:
假定仪器已按1:n调节好扫描速度,而 缺陷波对应的水平刻度为SF,则缺陷至探头的 垂直距离为x=nSF。或者x=hSF/SB,h为工件 厚度,SB为底波的水平刻度。
对于横波探伤,若探头中心至缺陷的声 程为S,探头折射角为B,则:
2.缺陷的定量
缺陷的定量指确定缺陷的大小和数量。
测长法有:
半波高度法、两端6dB法、绝对灵敏度测 长法等。
半波高度法(6dB测长法):
用探头移动过程中,缺 陷 波 高 降 低 6dB( 即 一 半 ) 时 , 探头中心线之间的距离Lu作
为缺陷的指示长度。
3.缺陷的定性
缺陷的定性指确定缺陷的类型(如裂纹、 气孔、夹渣、白点等)。
目前在实际检测中尚有一定困难。
常用的耦合剂有机油、甘油、水玻璃、水。 半波高度法(6dB测长法):
通过观测反射波(或透射波) 的时延与衰减情况来判断缺陷的类型、大小、数量及位置。
三、 超声波检测方法
超声波检测仪按发射超声波的方式分为脉冲波检测仪、连续波检测仪和调频波检测仪。
A超探伤:是一种波型显示,在显示屏幕上以横坐代表声波的传播时间(距离),纵坐标代表反射波的幅度。
位置。 缺陷大于声束截面时,缺陷波高度不会再随缺陷的增大而增加,这时一般根据缺陷波高度和探头移动距离来对缺陷进行定量,即所谓的测长定量法。
C型探伤:也是一种图像显示,可显示工件平行截面的图像。 C型探伤:也是一种图像显示,可显示工件平行截面的图像。 超声波检测仪按显示方式分为: 板波:在厚度与波长相当的弹性波板中传播。 半波高度法(6dB测长法): 由此入射的超声波能达到的内部区域为超声波探伤区域。
3.缺陷检查
轴向探伤 • 验收区域:车轴两个端面的全部区域。

超声波检测-第4章讲义ppt课件.ppt

超声波检测-第4章讲义ppt课件.ppt

2024/10/10
数字超声在友联
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在 日 常 生 活 中,随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ,也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
模拟仪主要组成部分的作用
➢ 扫描电路P88: ➢ 组成:扫描闸门发生器、锯齿波发生器、锯齿波
放大器 ➢ 扫描电路又称时基电路,用来产生锯齿波电压,
模拟仪主要组成部分的作用
➢接收电路
由于接收的电信号非常微弱,通常只有数百微 伏到数伏,而示波管全调制所需电压要几百伏, 所以接收电路必须具有约105的放大能力。
接收电路的性能对探伤仪性能影响极大,它直 接影响到探伤仪的垂直线性、动态范围伤灵敏 度、分辨力等重要技术指标。一般把放大器的 电压放大倍数用分贝来表示。
加在示波管水平偏转板上,使示波管荧光屏上的 光点沿水平方向作等速移动,产生一条水平扫描 时基线。 ➢ 探伤仪面板上的深度粗调、微调、扫描延迟旋钮 都是扫描电路的控制旋钮。探伤时,应根据被探 工件的探测深度范围选择适当的深度档级.并配 合微调旋钮调整,使刻度板水平轴上每一格代表 一定的距离。
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➢ 随着新的计算机技术的应用,还将时间轴上的不 同深度的信号幅值全部采集下来,用亮度(颜色) 显示信号幅度。
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数字超声在友联
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在 日 常 生 活 中,随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ,也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
C型显示
➢ 一种图像显示,横坐标和纵坐标都代表探头的扫 查轨迹(探头在工件表面的位置),用亮度(颜 色)来表面信号幅度。可以显示工件内部缺陷平 面图像,但不能显示缺陷的深度。(图4-5)

无损检测二级考试大纲

无损检测二级考试大纲
(1)机械振动的一般概念(B) (2)谐振动、阻尼振动、受迫振动(A) 2.1.2 机械波 (1)机械波的产生与传播(C) (2)频率、波长和波速(B) 2.2 波的类型 2.2.1 按波型分类 (1)纵波、横波及表面波(B) (2)板波(A) 2.2.2 按波形分类 平面波、柱面波和球面波(A) 2.2.3 按振动的持续时间分类
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(2)声强反射率与声强透射率的定义及应用(B) 2.6.2 薄层界面的反射率与透射率
(1)均匀介质中的异质薄层(Z1=Z2≠Z3) ①影响声压反射率、声压透射率有关因素(B) ②声压反射率与波长、薄层厚度的关系(B) ③反射和透射的特征(A)
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(1)横波探头辐射声场的组成(A) (2)横波探头辐射的实际波源与假想横波波源的区别及相互关系(B) 3.2.2 横波声场的结构 (1)波束轴线上(当 X≥3N 时)的声压计算公式、计算及应用(B) (2)近场区长度计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(B) (3)半扩散角
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连续波和脉冲波(A) 2.3 波的叠加、干涉和衍射 2.3.1 波的叠加与干涉
(1)波的叠加原理(A) (2)波的干涉(A) 2.3.2 驻波(A) 2.3.3 惠更斯—菲涅耳原理和波的衍射 (1)惠更斯原理(A) (2)波的衍射(绕射)(A) 2.4 超声波的传波速度 2.4.1 固体介质中的声速 (1)无限大固体介质中的声速(A) (2)细长棒中的纵波声速(A) (3)声速与温度、应力、均匀性的关系(A) 2.4.2 液体、气体介质中的声速 (1)液体、气体介质中的声速公式(A) (2)液体介质中的声速与温度的关系(A) 2.4.3 声速的测量 (1)超声检测仪器测量法(A) (2)测厚仪测量法(A) (3)示波器测量法(A) 2.5 超声场的特征值 (1)声压、声阻抗及声强的定义(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ) (2)声压、声阻抗及声强的一般表达式及各参数的物理意义(A) (3)声压、声阻抗及声强的单位及变化规律(A) (4)分贝的定义、公式、计算及应用(B) 2.6 超声超垂直入射到界面时的反射和透射 2.6.1 单一平界面的反射率与透射率 (1)声压反射率与声压透射率的定义及应用(B)

第四章 超声成像(第一节至第四节)

第四章  超声成像(第一节至第四节)

半间距飞跃组合扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
(6)1/4间距扫描
¼间距扫描示意图
二、B型超声成像中的电子扫描
2.相控阵扇形性扫描
利用线(或面)阵式换能器阵元发射时有一定的相位延迟,
使合成声束的轴线与线阵平面中心线有一夹角,随夹角的 变化可实现扇形扫描。
d:晶片中心距离; t:延迟时间; :合成声束偏转角度
二、B型超声成像中的电子扫描
1.电子线性扫描 以电子开关或全数字化系统控制由若干个晶片并联
起来组成的探头阵元组顺序发射来实现。
(1)常规扫描 n个阵元构成阵元组 m个阵元构成线阵 (m一n+1)条扫描线组 成一帧线性扫描图像
常规扫描示意图(m=5)
二、B型超声成像中的电子扫描
(2)隔行扫描 防止前一次回波对后一次扫描干扰 相邻阵元组错开两个阵元 第一声束是1、2、……n
PRF 2 f d max
(4)脉冲重复频率对血流测量的限制
2 vcos 由 fd f0 c

vmax Rmax
c2 8 f 0 cos
四、B超图像及质量评价
4.时间分辨力
单位时间成像的幅数,即帧频,表示时间分辨力 帧频越高,获取图像的时间越短,即成像速度越快, 其时间分辨力越高 时间分辨力的极限
c N RF 2
多声束技术可突破上式的极限
合理选择R、F和N
四、B超图像及质量评价
5.清晰均匀性 (1)对比清晰度
显示相似振幅、不同灰阶细微差别回声的能力 低对比度条件下、鉴别软组织和细微结构的能力 (2)图像均匀性 整个显示画面的均匀程度
识别方法:侧动探头、加压探测
四、B超图像及质量评价
3)旁瓣伪像 旁瓣和主瓣同时检测物体,两者回声重复造成

第四章 医学超声诊断仪器基本电路

第四章 医学超声诊断仪器基本电路

1、组合顺序扫描
设探头总振元数为n,将相邻的 设探头总振元数为 ,将相邻的m (设m=4)个振元构成一个组合,然 = )个振元构成一个组合, 后分时激励这些组合,使其轮流工作, 后分时激励这些组合,使其轮流工作, 产生合成超声波束发射并接收回波。 产生合成超声波束发射并接收回波。
图4.1 组合顺序扫描示意图
图4.7 全深度分段动态电子聚焦示意图
第四章 医学超声诊断仪基本电路
§4.1 超声波束的聚焦、发射与控制 超声波束的聚焦、
四、超声波束发射聚焦电路
发射聚焦电路基本要求: 发射聚焦电路基本要求:
能根据波束扫描方式的需要,提供多路触发脉冲输出。 能根据波束扫描方式的需要,提供多路触发脉冲输出。对于组合 顺序扫描、间隔扫描方式来说, 顺序扫描、间隔扫描方式来说,所提供脉冲的个数为一次发射被 或群)数的一半 激励振元 (或群 数的一半; 或群 数的一半;
第一次:激励振元 和 ; 第一次:激励振元1和8; 第二次( 激励振元2和 ; 第二次(13.9ns后):激励振元 和7; 后):激励振元 第三次(再经9.27ns):激励振元 和6; ):激励振元 第三次(再经 ):激励振元3和 ; 第四次(再经4.64ns):激励振元 和5。 ):激励振元 第四次(再经 ):激励振元4和 。
表4-3 d/4间隔扫描工作过程 间隔扫描工作过程
第四章 医学超声诊断仪基声波束的聚焦、
图4.3 d/4间隔扫描示意图 间隔扫描示意图
第四章 医学超声诊断仪基本电路
§4.1 超声波束的聚焦、发射与控制 超声波束的聚焦、
三、超声波束的聚焦
为了提高超声探头的灵敏度和分辨率, 为了提高超声探头的灵敏度和分辨率,除了对线振探头实施多振元组合发 射外,还需将超声束在一定的深度范围内进行聚焦, 射外,还需将超声束在一定的深度范围内进行聚焦,增强波束的穿透力和回波 强度。 强度。

超声检测设备与器材

超声检测设备与器材

压电单晶体是各向异性的,其产生压电效应的机理与 其特定方向上的原子排列方式有关。当晶体受到特定方向 的压力而变形时,可使带有正、负电荷原子位置沿某一方 向改变,而使晶体的一侧带有正电荷,另一侧带有角电荷。
压电多晶体是各向同性的。为了使整个晶片具有压电 效应,必须对陶瓷多晶体进行极化处理,即在一定温度下 以强外电场施加在多晶体的两端,使多晶体中的各晶胞的 极化方向重新取向,从而获得总体上的压电效应。
3.仪器主要开关旋钮的作用及其调整
4.1.3 数字式超声检测仪
数字式超声检测仪是计算机技术和超声检测 仪技术相结合的产物。它是在传统的超声检测仪 的基拙上,进行A/D转换,采用计算机技术实现 仪器功能的精确和自动控制、信号获取和处理的 数字化和自动化、检测结果的可记录性和可再现 性。因此,它具有传统的超声检测仪的基本功能, 同时又增加了数字化带来的数据测量、显示、存 储与输出功能。近年来,数字式仪器发展很快, 有逐步替代模拟式仪器的趋势。
6、转或按旋钮时不宜用力过猛,尤其旋钮在极端位 置时更应注意,否则会使旋钮错位甚至损坏。
7、拔接电源插头或探头插头时,应用手抓住插头壳 体操作,不要抓住电缆线拔插口探头线和电源线应理顺, 不要弯折扭曲。
8、仪器每次用完后,应及时擦去表面灰尘、油污, 放置在干燥地方。
9、在气候潮湿地区或潮湿季节,仪器长期不用时, 应定期接通电源开机一次,开机时间约半小时,以驱除潮 气,防止仪器内部短路或击穿。
模--数转换(又称A/D转换)是通过对连续变化的模拟信号进行高速度、 等间隔的采样,将其变换为一列大小变化的数字量的过程,对这些数字 量可以进行计算、处理、显示。如果以数字的大小作为幅度,将这列数 字仍按相同的间隔在直角坐标系中描绘出来,则重新构成了一个由分离 的点组成的曲线,这就是数字化的波形。可见,若要重建的波形不失真, 则需尽可能地增加采样密度,或者说,提高采样频率。模---数转换器的 模---数转换频率,也就是每秒钟时钟脉冲的个数,是固定的。这个频率 决定了可采集的超声波信号的最高频率。若模---数转换频率与超声波频 率的比值不够大,则可能采集不到最大峰值,严重时可引起漏检。

第4章 超声波探伤设备简介

第4章 超声波探伤设备简介

第4章超声波探伤设备简介超声波探伤仪是利用超声波反射或透射原理检查工件缺陷的电子设备。

它的作用是产生电振荡并加于探头晶片,激励晶片发射超声波;同时将探头接收回来的电信号进行放大,通过一定的形式显示出来,从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷的位置和大小等信息。

超声波探伤仪的种类很多,分类的方法各不相同,若按缺陷的显示方式主要可分为以下两种:(一) A型显示通常所说的超声波探伤仪,就是指A型显示的脉冲反射式探伤仪。

它是以水平基线(X轴)表示距离和时间,用垂直于基线的偏转(Y轴)表示幅度的一种信号显示方式。

对同一种均匀介质而言,由于超声波传播时间与缺陷的埋藏深度成正比,因此,可以根据缺陷回波在荧光屏水平线上的位置确定缺陷的深度,用回波幅度的高低来衡量缺陷的大小。

(二)B型显示这是一种能够显示被检工件的横截面的图像,指示反射体的大致尺寸及其相对位置的超声信息显示方法,如图4-1 B型扫描示意图。

这种显示方法是将荧光屏上横坐标代表探头移动距离,纵坐标代表声波传播时间(或距离),基线随探头的移动和回波时间而变化,可直观了解探头移动下方横断面的缺陷分布和离探测面的深度,获得在探头扫查方向的断面图。

图4-1 B型扫描示意图1—探头;2—试件;3—缺陷;4—表面反射;5—底面反射;6—缺陷反射;7 -示波屏4.1 常用超声波探伤仪上海目前具有420公里的投入使用线路里程,但是目前上海地铁运营公司工务分公司只负责1~4号线四条线路的探伤检测工作,共148.53公里,只占上海地铁总里程的35%,其他的线路目前都委托外单位负责探伤检测,所以目前拥有的探伤设备数量不多,但是今后新线的陆续开通,外单位负责线路的接管,地铁工务负责的探伤里程会快速增加,对于钢轨探伤工作量增加的这种预期压力,上海地铁工务放弃增加设备和人员的做法,探讨研究使用大型钢轨探伤车,改变探伤模式,在不大幅增加设备和人员的情况下,提高探伤效率,以满足将来日常的对钢轨探伤检测要求。

第4章 中航工业无损检测培训—超声检测技术

第4章  中航工业无损检测培训—超声检测技术
算出所需的焦距。
(2)焦距与晶片直径对聚焦检测效果的影响 • 焦距和晶片直径决定所形成的聚焦区域的大小。 • 频率一定的情况下,焦区长度和焦点直径均随焦距
增大而增大,随晶片直径增大而减少。
─ 焦区长度:L 4( F )2
D
─ 焦点直径: F
D
• 晶片直径一定的探头,焦距越长,焦区长度和焦点 直径越大。
影响来体现。 ─ 对缺陷定位的影响
※ 晶片尺寸大:近场长度大、指向角小、近场覆 盖范围大、远场覆盖范围可能小于小尺寸晶片。
※ 晶片尺寸小:近场长度小、声束窄。 ─ 对缺陷定量的影响。
※ 采用当量法通过缺陷幅度来评定缺陷,应尽量 使缺陷位于远场区。
※ 可以采用减小晶片尺寸来减小近场长度。
─ 对检测灵敏度的影响 ※ 近场长度决定了灵敏度随缺陷至探头距离的增 大而下降的快慢。近场越长,灵敏度下降越慢。
声波倾斜入射到裂纹面上,在检测方向上回波 幅度低,频率越高越显著。
─ 频率低 ※ 检测能力特点与上述的相反。
• 探头发射的超声脉冲频率的带宽影响 ─ 宽带探头 ※ 脉冲宽度较小,深度分辨力好,盲区小; ※ 探头阻尼大,检测灵敏度较低。 ─ 窄带探头 ※ 脉冲较宽,深度分辨力差,盲区大; ※ 检测灵敏度较高,穿透能力强。 ─ 在材料内部散射噪声较高的情况下,宽带探头比 窄带探头的信噪比好。
• 确定探头的类型后,选择探头参数: ─ 频率 ─ 晶片尺寸 ─ 斜射探头的角度 ─ 聚焦探头的焦距
1. 频率
• 超声波的频率在很大程度上决定了超声波对缺陷的 探测能力。
─ 频率高 ※ 波长短、声束窄、扩散角小、能量集中——发 现小缺陷的能力强,横向分辨力好,缺陷定位 准确 。
※ 扫查空间小——仅能发现声束轴线附近的缺陷。 ※ 裂纹等面状缺陷具有显著的反射指向性——超
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A型显示具有检波和非检波两种形式。
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(2)B型显示
B扫描所显示的是与声束传播方向平行且与工件的测量表面垂直的 侧视二维截面图。 可以显示任一纵截面上缺陷的位置、取向与分布。
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(3) C型显示
一.超声检测仪器分类
1.按超声波的通道分 1)单通道检测仪。 2.按信号类型分类 1)模拟信号检测仪。 3.按指示参量分类 2)数字信号检测仪。 2)多通道检测仪。
1)穿透式检测仪。
2)调频式检测仪。 3)脉冲波检测仪。
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穿透法示意图
特点:发射频率不变的连续波; 接收到的是超声波能量值; 避免盲区;但灵敏度低,不能对缺陷定位。
超声检测仪

超声检测仪器分类
A型脉冲反射式超声波检测仪的工作原理
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超声检测仪的作用:
1.产生电振荡并加于换能器(探头)上,激励探头发射超声波。
2.将探头接收回的电信号进行放大,通过一定的方式显示出来。
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2.压电电压常数
压电电压常数是衡量压电材料接收性能的重要参数。
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3.介电常数
C
t A
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4.机电耦合系数
对于正压电效应: K
转换的电能 输入的机械能
转换的机械能 对于逆压电效应: K 输入的电能
5.机电品质因子
E储 m E损
cL N t df0 2
6.频率常数
常数
7.居里温度:使电压材料的压电效应消失的温度称为压电材料
的居里温度,用Tc表示。
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三.探头的结构及分类
1.探头的结构
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2.仪器的电路方框图及工作过程
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4.2 超声波探头
电材料的性能参数 压电效应压
电输入或输出端
探头的结构及分类 探头型号
压电陶瓷片
铝外壳
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一、压电效应
1.压电效应
压电材料当承受外力(压力或张力)作用发生形变时,在 晶体表面会出现了极化电荷,晶体内部产生了电场,这种效 应叫做正压电效应;反之,当晶体承受外电场作用时,就会 发生形变而产生机械振动,这种效应称为逆压电效应。正、 逆压电效应统称为压电效应。
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(5) B、C、D扫描显示
D扫描所显示的是与声束平面及测量表面都垂直的剖面二维截面图。 假设焊缝中有一长条未焊透缺陷,各扫描成像方式如图所示。
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二.A型脉冲反射式超声波检测仪的工作原理
1.检测原理图
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第4章 超声检测设备与器材
主讲教师:王秋萍
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主要内容
4.1 超声波探伤仪 4.2 探头 4.3 耦合剂 4.4 试块
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4.1
主要参数:频率、晶片 尺寸和声入射角,角度 的标称方式有三种 探头上直接表明在斜楔 上形成的入射角 以纵波入射角标称:在 称:有40 、 45 、 50 、 60 、 70 等。 以钢中的横波折射角标 以钢中的横波折射角的 正切值K标称:有 1.0, 1.5 , 2, 2.5等。
2.各部分的作用 1)压电晶片:发射和接收超声波,实现电声能转换。 2)阻尼块:对晶片的振动起阻尼作用,提高分辨率;吸收晶 片向其背面发射的超声波;对晶片起支撑作用。 3)保护膜:保护压电晶片不致磨损或损坏。 4)电缆线:链接探头与仪器,屏蔽电磁波。 5)斜楔:以特定的角度产生相应的波型(实现波型转换)。 6)外壳:将各部分组合起来,并起保护作用。
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3)双晶探头
L 1 双晶纵波探头: 分类 1 L 2 双晶纵横探头:
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3.探头的分类 1)接触式纵波直探头(主要参数:频率和晶片尺寸) 2)接触式斜探头
L 1 , 产生小角度纵波(穿透 力强) 纵波斜探头: 横波斜探头: 1 L 2,产生纯横波 L 2,产生表面波检测表面 或近表面缺陷 表面波斜探头: 兰姆波斜探头:检测薄 板中的缺陷 范围为: 0 ~70 可变角斜探头:可变角
C扫描所显示的是与工件检测表面平行的某一深度的横断面,是 工件的一个视二维截面图 可以显示任一横截面上缺陷的形状与分布,但不能显示其深度。
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(4) A型、B型、C 型显示举例
A型显示
B型显示
C型显示
组合三维图
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4. A型显示、B型显示、C型显示 、D型显示 (1) A型显示
A 型显示是一种波形显示,屏 幕的横坐标代表声波的传播时间(或 距离),纵坐标代表反射波的声压幅 度。 A型显示的缺点:难以判断缺 陷的几何形状,缺乏直观性。
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2.超声波的发射和接收
超声波的发射:把电能超声能(逆压电效应) 超声波的接收:把超声能电能的过程(正压电效应)
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二.压电材料的性能参数
1.压电应变常数 压电应变常数是衡量压电材料发射性能的重要参数。
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