Couplage d'air ultrasoniqueLa technologie n'a pas besoin d'être en contact direct avec l'objet testé, elle est largement utilisée dans les tests non destructifs, la mesure de distance et d'autres domaines. Mais la grande différence d'impédance acoustique entre l'air et le milieu solide (environ 413 rayl pour l'air et 10 rayl pour le métal) peut entraîner des ultrasons réfléchis à plus de 99% à l'interface et une très petite quantité d'énergie transmise, formant un puzzle de « désadaptation d'impédance acoustique». Pour résoudre ce problème, il faut passer de la « transition d'impédance, de l'amélioration de l'énergie, de l'optimisation du signal» à la force tridimensionnelle, construire une solution de liaison complète et améliorer l'efficacité du couplage ultrasonique.

La conception d'une couche d'adaptation d'impédance acoustique Gradient est le chemin de craquage du noyau, dont l'essence est de construire un canal de transition d'impédance lisse "air - couche d'adaptation - solide". La couche d'adaptation doit choisir un matériau dont l'impédance acoustique est comprise entre l'air et le milieu testé, tel que la mousse de polyuréthane, le composite de caoutchouc de silicone, etc., en ajustant la densité du matériau et la vitesse du son, de sorte que l'impédance acoustique de la couche d'adaptation soit égale à La moyenne géométrique de l'impédance acoustique de l'air et du solide, maximisant la transmission d'énergie. Les applications pratiques utilisent souvent une structure d'adaptation à deux ou plusieurs couches, la première couche d'air d'adaptation avec la couche intermédiaire, la deuxième couche d'articulation entre la couche intermédiaire et le solide, par exemple lors de la détection de l'acier, peut utiliser une structure à deux couches de « caoutchouc de silicone (impédance acoustique 1,5 × 10 ⁶ rayl) + résine époxy (3 × 10 ⁶ rayl) », ce qui permet d'améliorer l'efficacité de transmission à plus de 30%.

Optimisez la structure et l'excitation du transducteur pour améliorer la production d'énergie acoustique efficace à la source. Le matériau de vibrateur de transducteur est préféré à la céramique piézoélectrique ou au matériau composite piézoélectrique, améliorant la capacité de focalisation du faisceau acoustique en améliorant la forme de vibrateur, telle qu'un vibrateur en arc de cercle, concentrant l'énergie sur la zone de détection et réduisant les pertes de diffusion. Le circuit d'excitation utilise la technologie d'excitation impulsionnelle à large bande de fréquence, générant un signal impulsionnel court, réduisant l'atténuation de l'énergie du signal dans la réflexion de l'interface; Augmente simultanément la tension d'excitation (contrôlée dans la plage de sécurité), augmente l'amplitude de vibration de l'oscillateur et compense la perte d'énergie causée par la réflexion de l'interface. En outre, avec la conception de transducteur tout - en - un émetteur - récepteur, raccourcissez le chemin de transmission du signal et Améliorez la sensibilité de réception.

Améliorer l'environnement de couplage avec le milieu auxiliaire et réduire les interférences d'impédance de la couche d'air. Dans les scénarios de détection de haute précision, un gaz inerte (tel que l'argon) ou un aérosol peut être injecté dans l'espace de couplage à l'air, en ajustant finement l'impédance acoustique en ajustant la densité du milieu et en réduisant la différence avec le solide; La technologie de focalisation par lentille acoustique peut également être utilisée pour focaliser le faisceau ultrasonore sur l'interface testée, réduisant ainsi la diffusion d'énergie dans la couche d'air. Pour les environnements extérieurs ou complexes, il est nécessaire de concevoir une cavité de couplage étanche, de contrôler la température intérieure de la cavité (20 - 25 ℃) avec l'humidité (40% - 60%), d'éviter les fluctuations de température et d'humidité entraînant des changements d'impédance acoustique de l'air et d'assurer La stabilité du couplage.

L'optimisation de la technologie de traitement du signal est un complément essentiel pour améliorer l'efficacité de la détection. Appliquer un algorithme de filtrage adaptatif, filtrer le signal de fouillis généré par réflexion de l'interface, extraire l'onde transmise effective; Grâce à la technologie de compensation de phase, le décalage de phase du signal se propageant dans l'air avec la couche d'adaptation est corrigé, augmentant la résolution du signal. Pour les signaux faibles, un amplificateur à faible bruit peut être utilisé avec la technologie de superposition de signal, ce qui améliorera la superposition de signal de détection multiple et améliorera le rapport signal sur bruit. Par exemple, dans la détection des défauts de tôle, le traitement par superposition et filtrage du signal peut rendre le signal de défaut autrement noyé dans le bruit clair.

CrackCouplage d'air ultrasoniqueLe problème de la désadaptation de l'impédance acoustique nécessite une fusion profonde de l'innovation matérielle, de l'optimisation structurelle et de la technologie de traitement du signal, à la fois pour réduire les pertes d'énergie à la source et renforcer le signal efficace grâce à la technologie back - end. Ce processus nécessite des scénarios de conception ciblés en combinaison avec des scénarios d'application spécifiques (par exemple, précision de détection, conditions environnementales) pour permettre à la technologie de couplage à air ultrasonique de briser les goulots d'étranglement de la performance et de réaliser des applications de détection efficaces et fiables dans plus de domaines.