UltraschallluftkopplungDa die Technologie keinen direkten Kontakt mit dem gemessenen Objekt erfordert, ist sie weit verbreitet in den Bereichen schädigungsfreie Erkennung und Entfernungsmessung. Aber der große Unterschied in der Schallimpedanz zwischen Luft und festem Medium (Luft ca. 413 Rayl, Metall ca. 107 Rayl) führt dazu, dass Ultraschall an der Schnittstelle zu mehr als 99% reflektiert wird und nur eine sehr geringe Menge an Energie übertragen wird, um das Problem der Schallimpedanz zu bilden. Die Lösung dieses Problems erfordert eine dreidimensionale Kraft von "Impedanzübergang, Energieverstärkung und Signaloptimierung", um eine vollständige Verbindungslösung zu bauen, um die Effizienz der Ultraschallkopplung zu verbessern.

Die Gestaltung der Gradienten-Schallimpedanz-Übereinstimmungsschicht ist der Kernpfad, dessen Essenz darin besteht, einen glatten Impedanz-Übergangskanal für "Luft-Übereinstimmungsschicht-Feststoff" aufzubauen. Die passende Schicht muss die Schallimpedance zwischen der Luft und dem gemessenen Medium wählen, wie Polyurethanschaum, Silikonkautschuk-Verbundwerkstoffe usw. Durch die Anpassung der Materialdichte und der Schallgeschwindigkeit wird die Schallimpedance der passenden Schicht dem geometrischen Durchschnitt der Luft- und Feststoffschallimpedance gleich, um die Energieübertragung zu erhöhen. In praktischen Anwendungen wird häufig eine doppelschichtige oder mehrschichtige Übereinstimmungsstruktur verwendet, die erste Schicht entspricht der Luft und der Zwischenschicht, die zweite Schicht verbindet die Zwischenschicht mit dem Feststoff, zum Beispiel bei der Erkennung von Stahl kann die doppelschichtige Struktur "Silikon-Gummi (Schallwiderstand 1,5 x 106 Rayl) + Epoxidharz (3 x 106 Rayl) " verwendet werden, um die Transmissionseffizienz auf mehr als 30% zu erhöhen.

Optimieren Sie die Struktur des Transformers und die Anreize, um die effektive Schallenergie von der Quelle aus zu verbessern. Vorzugsweise werden piezoelektrische Keramiken oder piezoelektrische Verbundstoffe verwendet, um die Schallstrahlfokussierungsfähigkeit zu verbessern, indem die Form des Vibrators verbessert wird (z. B. ein bogener Vibrator), um die Energie auf den Erkennungsbereich zu konzentrieren und den Diffusionsverlust zu verringern. Die Stimulationsschaltung verwendet Breitbandimpulsstimulationstechnologie, um kurze Impulssignale zu erzeugen und den Energieverlust des Signals in der Schnittstellenreflexion zu reduzieren; Gleichzeitig erhöht die Stimulationsspannung (im Sicherheitsbereich gesteuert), erhöht die Vibrationsamplitude des Vibrators und kompensiert den Energieverlust durch die Schnittstellenreflexion. Darüber hinaus wird ein Transceiver-All-in-One-Wandler-Design verwendet, um den Signalübertragungsweg zu verkürzen und die Empfangsempfindlichkeit zu erhöhen.

Verbesserung der Kopplungsumgebung und des Hilfsmittels und Verringerung der Impedanzstörungen in der Luftschicht. In hochpräzisen Erkennungsszenarien können Inertgase (z. B. Argon) oder Aerosole in den Luftkupplungsraum eingespritzt werden, um die Differenz mit dem Feststoff zu verringern, indem die Mediendichte die Schallimpedance fein einstellt; Außerdem kann die Fokussierungstechnik der akustischen Linsen verwendet werden, um den Ultraschallstrahl auf die gemessene Schnittstelle zu fokussieren und die Energieverbreitung in der Luftschicht zu verringern. Für Außen- oder komplexe Umgebungen ist es notwendig, eine dichte Kopplungskammer zu entwerfen, um die Temperatur (20-25 ° C) und die Feuchtigkeit (40% -60%) in der Kammer zu kontrollieren, um Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen zu vermeiden, die zu Veränderungen der Luftschallimpedanz führen, um die Kopplungsstabilität zu gewährleisten.

Die Optimierung der Signalverarbeitungstechnik ist eine entscheidende Ergänzung zur Verbesserung der Erkennungswirkung. Verwenden Sie adaptiven Filteralgorithmus, um das durch die Reflexion der Schnittstelle erzeugte Mischwellensignal zu filtern und effektive Transmissionswellen zu extrahieren; Durch die Phasenkompensationstechnologie werden die Phasenverschiebungen korrigiert, die durch die Luft und die passende Schicht verbreitet werden, um die Signalallösung zu verbessern. Für schwache Signale kann ein geräuscharmer Verstärker und eine Signalallagerung verwendet werden, um die mehrfache Signalallagerung zu verbessern und das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Beispielsweise bei der Fehlererkennung von Metallblechen kann durch die Überlagerung von Signalen und die Filterbearbeitung das fehlerhafte Signal, das ursprünglich im Geräusch überschwemmt war, deutlich sichtbar werden.

CrackUltraschallluftkopplungDie Herausforderung der Schallimpedanz-Disparität erfordert die tiefe Integration von Materialinnovationen, Strukturoptimierung und Signalverarbeitungstechnologie, um sowohl den Energieverlust von der Quelle zu reduzieren als auch das effektive Signal durch Backend-Technologie zu verstärken. Dieser Prozess erfordert eine gezielte Konstruktion für spezifische Anwendungsszenarien (z. B. Prüfgenauigkeit, Umgebungsbedingungen), um die Ultraschallluftkupplungstechnologie zu ermöglichen, Leistungs-Engpässe zu überwinden und effiziente und zuverlässige Prüfanwendungen in vielen Bereichen zu ermöglichen.