用于缺陷探测的超声波由被称为超声探头的小探头生成和接收,这种探头将电脉冲转换为声波,再将声波转换为电能。用于缺陷探测的探头有各种各样的尺寸、频率、外壳样式,但是大多数探头的内部结构都相同。
一般来说,探头的活动晶片是一种呈圆盘形、正方形或矩形的薄层压电陶瓷或压电复合材料结构,可以将电能转换为机械能(超声震动),也可以将机械能转换为电能。当晶片被电脉冲激励时,会生成声波,当晶片接触到回波而振动时,会产生电压。为了防止激活的晶片(通常被俗称为晶体)受到损坏,可以给探头装上防磨板或声学晶体层,其背面可装上一块隔音阻尼材料,这样探头在发射了声波脉冲后,就不会产生噪音。这种超声子组合体被装于一个外壳内,并带有适当的电气连接装置。所有普通接触式、角度声束、延迟块式及水浸探头都采用这种基本设计。常用于腐蚀检测应用的双晶探头与这类探头有所不同。双晶探头装有不同的发射和接收晶片,这两种晶片由一个声障层隔开,没有衬垫层,没有防磨板或晶体层,但是装有一个整合型延迟块,以达到偏转和耦合声能的目的。
耦合剂
超声耦合剂用于几乎所有接触式检测应用中,以方便声能在探头和被测样件之间的传输。耦合剂一般是具有中等粘度的无毒液体、凝胶或糊状物。在超声无损检测中必须使用这些耦合剂,因为声能在常用的超声检测频率下,不能在空气中有效传播。即使探头和被检工件之间存在极薄的气层,都会影响声能有效的传输,使常规检测无法完成。
在很多应用中,一些普通物质,如:水、机油、润滑脂,甚至一些商业产品,如:发胶等,可以用作超声耦合剂。在高温检测以及要求使用如低卤素含量的特殊化学产品的应用中,要使用特定的耦合剂。