Acoplamiento de aire ultrasónicoDebido a que la tecnología no necesita entrar en contacto directo con los objetos probados, es ampliamente utilizada en pruebas no destructivas, medición de distancia y otros campos. Pero la enorme diferencia de resistencia acústica entre el aire y el medio sólido (alrededor de 413 rayl en el aire y alrededor de 10 rayl en el metal) hace que la ecografía se refleje en más del 99% de la interfaz, transmitiendo solo una cantidad muy pequeña de energía, formando un problema de "desajuste de Resistencia acústica". Para resolver este problema, es necesario construir una solución de enlace completo a partir de la fuerza tridimensional de "transición de resistencia, mejora de energía y optimización de señales" para mejorar la eficiencia del acoplamiento ultrasónico.

La capa de emparejamiento de resistencia acústica de gradiente de diseño es el camino de agrietamiento central, y su esencia es construir un canal de Transición de resistencia suave de "aire - capa de emparejamiento - sólido". La capa de emparejamiento debe seleccionar materiales con una resistencia acústica entre el aire y el medio medido, como espumas de poliuretano, materiales compuestos de caucho de silicona, etc. Al ajustar la densidad y la velocidad del material, la resistencia acústica de la capa de emparejamiento es igual al promedio geométrico de la resistencia acústica entre el aire y el sólido, aumentando la transmisión de energía. En la aplicación práctica, a menudo se utiliza una estructura de emparejamiento de dos o más capas, la primera capa coincide con el aire y la capa intermedia, y la segunda capa conecta la capa intermedia con los sólidos. por ejemplo, al detectar acero, se puede utilizar una estructura de dos capas de "caucho de silicona (resistencia acústica 1,5 × 10 ⁶ rayl) + Resina epoxi (3 × 10 ⁶ rayl)", lo que mejora la eficiencia de transmisión a más del 30%.

Optimizar la estructura y el modo de excitación del sensor y mejorar la salida efectiva de energía acústica desde la Fuente. El material vibrador del sensor da prioridad a la cerámica piezoeléctrica o al material compuesto piezoeléctrico, mejorando la capacidad de enfoque del haz acústico mejorando la forma del vibrador (como el vibrador curvo), concentrando la energía en el área de detección y reduciendo la pérdida de difusión. El circuito de excitación adopta la tecnología de excitación de pulso de banda ancha para generar señales de pulso corto y reducir la atenuación de energía de la señal en la reflexión de la interfaz; Al mismo tiempo, aumenta el voltaje de excitación (controlado dentro del rango de seguridad), aumenta la amplitud de vibración del Vibrador y compensa la pérdida de energía causada por la reflexión de la interfaz. Además, se adopta el diseño de un sensor integrado de recepción y recepción para acortar la ruta de transmisión de la señal y mejorar la sensibilidad de recepción.

Mejorar el entorno de acoplamiento y los medios auxiliares y reducir la interferencia de resistencia de la capa de aire. En escenarios de detección de alta precisión, se pueden inyectar gases inertes (como argón) o aerosoles en la brecha de acoplamiento de aire, ajustando la densidad media para ajustar la resistencia acústica y reducir la diferencia con los sólidos; También se puede utilizar la tecnología de enfoque de lente acústica para enfocar el haz ultrasónico en la interfaz medida y reducir la difusión de energía en la capa de aire. Para entornos al aire libre o complejos, es necesario diseñar una cavidad de acoplamiento sellada para controlar la temperatura (20 - 25 ° c) y la humedad (40% - 60%) en la cavidad, evitar cambios en la resistencia acústica del aire causados por fluctuaciones de temperatura y humedad y garantizar la estabilidad del acoplamiento.

La optimización de la tecnología de procesamiento de señales es un complemento clave para mejorar el efecto de detección. Se utiliza un algoritmo de filtrado adaptativo para filtrar las señales de ruido generadas por la reflexión de la interfaz y extraer ondas de transmisión efectivas; A través de la tecnología de compensación de fase, se corrige el desplazamiento de fase de la propagación de la señal en el aire y la capa de coincidencia para mejorar la resolución de la señal. Para las señales débiles, se puede utilizar la tecnología de superposición de amplificadores de bajo ruido y señales para mejorar la superposición de señales de detección múltiples y mejorar la relación señal - ruido. Por ejemplo, en la detección de defectos de placas metálicas, a través del procesamiento de superposición y filtrado de señales, las señales de defectos que originalmente estaban sumergidas en el ruido pueden aparecer claramente.

DescifrarAcoplamiento de aire ultrasónicoEl problema del desajuste de la resistencia acústica requiere una profunda integración de la innovación de materiales, la optimización estructural y la tecnología de procesamiento de señales, que no sólo reduce la pérdida de energía desde la fuente, sino que también fortalece la señal efectiva a través de la tecnología de back - end. Este proceso debe combinarse con escenarios de aplicación específicos (como la precisión de la detección y las condiciones ambientales) para que la tecnología de acoplamiento de aire ultrasónico pueda romper el cuello de botella de rendimiento y lograr aplicaciones de detección eficientes y confiables en más campos.