匹配层厚度对弛豫单晶换能器性能的影响

摘要

针对改进匹配层厚度以提高弛豫单晶换能器性能的问题,文中通过理论和试验研究了匹配层厚度对弛豫单晶性能的影响.根据声波的反射和折射规律,分析了匹配层声阻抗和厚度变化和声强透射率的关系.建立导波检测试验系统,以不同厚度的刚玉作为匹配层进行试验,刚玉通过环氧树脂胶水粘贴在驰豫单晶负极,并使用502胶水与管道连接,采用压电陶瓷片激励超声导波,驰豫单晶接收回波信号.理论分析表明,声强透射率随匹配层声阻抗的增大而增大,随匹配层厚度增大而呈周期性变化.在匹配层厚度较小(＜1 mm),声阻抗＞5×106 Pa·s/m时,匹配层材料和厚度对声强透射率的影响较小.试验结果表明,在低频区,匹配层厚度的增加有益于回波系数的提高;在高频区,回波系数随匹配层的增大而先增大后减小.