管道超聲導(dǎo)波高靈敏度接收型傳感器試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來，超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)一直是管道無損檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。傳感器是超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，接收型傳感器的相對(duì)靈敏度直接關(guān)系到管道中缺陷的檢出率。在對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下粘貼于管道外表面的壓電陶瓷片進(jìn)行封裝制作成傳感器的過程中，傳感器內(nèi)部的匹配層和背襯層會(huì)影響到傳感器的相對(duì)靈敏度等接收性能參數(shù)。因此，研究匹配層和背襯層如何影響傳感器相對(duì)靈敏度，以研制出高靈敏度的接收型傳感器顯得尤為重要。
　　本文主要采用試驗(yàn)研究的方法對(duì)匹配層和背襯

2、層如何影響接收型超聲導(dǎo)波傳感器的相對(duì)靈敏度等接收性能參數(shù)進(jìn)行了研究，以達(dá)到成品接收型傳感器不降低甚至提高壓電晶片的相對(duì)靈敏度的目的。運(yùn)用所研制的接收型傳感器對(duì)管道中的人工模擬缺陷進(jìn)行檢測(cè)，與PZT-5壓電陶瓷片相比傳感器表現(xiàn)出較高的相對(duì)靈敏度。本文主要研究工作和成果包括：
　　1)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，提出了運(yùn)用傳輸線法進(jìn)行傳感器接收性能評(píng)定的方法，建立了傳輸線法的試驗(yàn)系統(tǒng)。運(yùn)用傳輸線法初步對(duì)比了壓電陶瓷片（PZT-5型）與新型鐵電弛豫單

3、晶體——鈮鎂酸鉛晶體（PMN-PT）的接收性能。
　　2)在分析匹配層的經(jīng)典設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，提出了超聲導(dǎo)波傳感器匹配層設(shè)計(jì)思路，并通過試驗(yàn)的方法對(duì)不同厚度的304不銹鋼片和有機(jī)玻璃作為匹配層對(duì)PZT-5接收性能的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明厚度為0.15mm的304不銹鋼片作為匹配層時(shí)PZT-5壓電振子的接收性能能夠滿足相對(duì)靈敏度和信噪比等參數(shù)的要求。
　　3)通過試驗(yàn)的方法對(duì)不同比例的碳化硅、環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠作為背

4、襯層時(shí)對(duì)傳感器接收性能的影響進(jìn)行了研究，制作了具有匹配層、PZT-5和背襯層的簡易傳感器，通過傳輸線法評(píng)定了此簡易傳感器的接收性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著碳化硅比重的增加，簡易傳感器的相對(duì)靈敏度降低；碳化硅的比重低時(shí)，傳感器接收到的雜波幅值大，信噪比低；當(dāng)背襯層中碳化硅、環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠的比例達(dá)到3:2:1時(shí)，簡易傳感器的接收性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要求。
　　4)通過試驗(yàn)的方法對(duì)比了PZT-5壓電陶瓷片和PZT-5型壓電式超聲導(dǎo)波傳感器對(duì)