管道超聲導波高靈敏度接收型傳感器試驗研究.pdf

1、近年來，超聲導波檢測技術一直是管道無損檢測領域的研究熱點。傳感器是超聲導波檢測系統(tǒng)的重要組成部分，接收型傳感器的相對靈敏度直接關系到管道中缺陷的檢出率。在對實驗室環(huán)境下粘貼于管道外表面的壓電陶瓷片進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影響到傳感器的相對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。
　　本文主要采用試驗研究的方法對匹配層和背襯

2、層如何影響接收型超聲導波傳感器的相對靈敏度等接收性能參數(shù)進行了研究，以達到成品接收型傳感器不降低甚至提高壓電晶片的相對靈敏度的目的。運用所研制的接收型傳感器對管道中的人工模擬缺陷進行檢測，與PZT-5壓電陶瓷片相比傳感器表現(xiàn)出較高的相對靈敏度。本文主要研究工作和成果包括：
　　1)結合實際應用，提出了運用傳輸線法進行傳感器接收性能評定的方法，建立了傳輸線法的試驗系統(tǒng)。運用傳輸線法初步對比了壓電陶瓷片（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)典設計理論的基礎上，提出了超聲導波傳感器匹配層設計思路，并通過試驗的方法對不同厚度的304不銹鋼片和有機玻璃作為匹配層對PZT-5接收性能的影響進行了試驗研究，試驗結果表明厚度為0.15mm的304不銹鋼片作為匹配層時PZT-5壓電振子的接收性能能夠滿足相對靈敏度和信噪比等參數(shù)的要求。
　　3)通過試驗的方法對不同比例的碳化硅、環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠作為背

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