超声波聚焦探头在球体中的聚焦与发散

超声波聚焦探头

超声波是一种频率很高波长很短的机械波，它与可见光一样具有聚焦和发散的特性。超声波聚焦探头具有非接触检测、灵敏度高以及信噪比高等优点，已被应用于钢球表面的无损探伤。

超声波聚焦探头的结构

超声波聚焦探头的结构主要由声透镜、压电晶片、阻尼块、电缆线、接头以及外壳组成，由压电晶片产生平面波并接受超声回波信号，声透镜的作用是实现超声波束的聚焦。

平面波在曲界面上的反射

当平面波入射到曲界面上时，其反射波将发生聚焦或发散。，反射波的聚焦或发散与曲面的凹凸有关。凹曲面的反射波聚焦，凸曲面的反射波发散。

球面波在曲界面上的反射与折射

球面波入射到曲界面上，其反射波将发散聚焦或发散，凹曲面的反射波聚焦，凸曲面的反射波发散。球面波入射到曲界面上，其这设备同样会发散聚焦和发散，

超声波聚焦探头实际应用

超声波聚焦探头的焦点位于球体外部时，进入工件内部的超声波形成发散声束，不再聚焦。超声波聚焦探头的焦点位于球体内部且处于工件中心上方时，超声波在工件内部形成聚焦声束，分析计算得出了实际焦距的表达式，且实际焦距小于探头焦距。超声波聚焦探头的焦点与球体中心重合时，实际焦点不发生变化。超声波聚焦探头的焦点位于球体内部且处于工件中心下时，若点聚焦探头边缘声束线的折射角大于边缘声束线与球体中心轴线的夹角，则工件内部的声束发散；若点聚焦探头边缘声束线的折射角小于边缘声束线与球体中心轴线的夹角，但在球体内部的声束线尚未形成聚焦就已经到达球体与耦合剂的交质界面，则认为工件内部的声束发散；若点聚焦探头边缘声束线的折射角小于边缘声束线与球体中心轴线的夹角，且在球体内部的声束线形成聚焦，根据实际焦距的表达式，可知实际焦距大于探头焦距。