复合材料单体式探头
В первые года развития НК преобразователи делались из монолитных кварцевых или пьезоэлектрических керамических дисков. Позднее, альтернативу им составили преобразователи из композитных материалов. Несмотря на то, что затраты на их производство несколько выше, преимущество их использования в том, что они значительно увеличивают чувствительность (на 12 дБ) по сравнению с обычными пьезоэлементами. Эти преобразователи характеризуются широкой полосой пропускания и быстрым возвратом импульса.
Композитные преобразователи изготавливаются путем нарезки стандартной пьезоэлектрической пластины в виде сетки. Пространство между оставшимися кристаллами заполняется эпоксидным составом, а основа стачивается, чтобы открыть доступ к матрице пьезоэлементов с обеих сторон. Затем обе стороны покрываются электропроводящим покрытием. Затем заготовка нарезается на соответствующего размера квадраты, треугольники или круги в зависимости от собираемого преобразователя.
В получившемся элементе преобразователя множество пьезоэлектрических блоков служат источниками сферических волн, которые формируют единую волну в соответствии с принципом Гюйгенса. Чувствительность преобразователя повышается за счет того, что отдельные пьезоэлектрические блоки способны более активно расширяться и сжиматься по сравнению с конкретной точкой в монолитном диске или пластине. К тому же, присутствие эпоксидного состава понижает акустический импеданс преобразователя, способствуя более эффективной передаче звука в призмах, линиях задержки и воде, а также в неметаллических средах, таких как композиты и полимеры. У таких преобразователей есть один потенциальный недостаток: разрешение в приповерхностной зоне, как правило, хуже из-за ощущаемой вибрации преобразователя при контактном контроле. Данная технология производства преобразователей не зря здесь упомянута, поскольку она служит базой для производства преобразователя с фазированной решёткой.
