复合材料单体式探头
Durante as primeiras décadas de END ultrassônico, os transdutores eram baseados em discos sólidos de quartzo ou cerâmica piezoelétrica. Mais recentemente, transdutores feitos de compósitos foram introduzidos como uma alternativa. Embora os custos de fabricação aumentados os tornem mais caros, eles têm a vantagem de aumentar significativamente a sensibilidade em até 12 dB em relação aos elementos convencionais comparáveis, mantendo a largura de banda larga e um tempo de recuperação de pulso relativamente rápido.
Transdutores de compósitos são feitos cortando material piezoelétrico padrão em uma grade. Os espaços no elemento cortado em cubos são preenchidos com epóxi e o fundo é retificado para deixar uma série de minúsculos blocos piezoelétricos em uma matriz de epóxi. Ambos os lados são então revestidos para contato elétrico. A matéria-prima é cortada no tamanho em uma forma quadrada, retangular ou circular, dependendo do modelo de transdutor em que se tornará.
No elemento transdutor resultante, os muitos blocos piezoelétricos atuam cada um como fontes pontuais para frentes de onda esféricas que se combinam em uma única onda de acordo com o Princípio de Huygens. A sensibilidade do transdutor é aumentada porque os blocos piezoelétricos individuais podem expandir e contrair mais livremente em comparação a um determinado ponto no meio de um disco ou placa sólida. Além disso, a presença do epóxi diminui a impedância acústica do transdutor, criando um acoplamento de som mais eficiente em calços, linhas de atraso e água, bem como em materiais de teste não metálicos como compósitos e polímeros. Uma desvantagem potencial é a resolução próxima da superfície do transdutor de ressonância mais livre em testes de contato direto. Essa técnica de fabricação de transdutor em particular é de especial relevância, pois estabelece a linha de base para a construção do transdutor de Phased Array e equivalências de frente de onda.
