在無損檢測與精密測量領(lǐng)域,日本TORAY東麗超聲波換能器憑借其創(chuàng)新的材料和精密設(shè)計(jì),成為高精度超聲應(yīng)用的理想選擇。
超聲波換能器作為將電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件,其性能直接影響到超聲檢測、成像和測量的精確度。日本TORAY東麗超聲波換能器采用專有的高分子壓電材料與創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在各類精密檢測應(yīng)用中表現(xiàn)出的性能。
01 工作原理:壓電效應(yīng)的精密應(yīng)用
TORAY東麗超聲波換能器的核心基于壓電效應(yīng)這一物理原理。當(dāng)在壓電材料上施加交變電場時(shí),材料會發(fā)生機(jī)械變形,從而產(chǎn)生超聲波;反之,當(dāng)超聲波作用于壓電材料時(shí),材料會產(chǎn)生相應(yīng)的電信號。
壓電材料特性:TORAY采用自主開發(fā)的P(VDF-TrFE)高分子壓電薄膜作為換能器的核心材料。這種材料具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),能夠高效實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)換。
聲阻抗匹配優(yōu)勢:與傳統(tǒng)的壓電陶瓷相比,P(VDF-TrFE)薄膜的聲阻抗更接近水和其他液體介質(zhì)。這一特性使得超聲波能夠幾乎無損耗地從換能器傳輸?shù)奖粶y介質(zhì)中,顯著提高了信號傳輸效率。
創(chuàng)新的無透鏡設(shè)計(jì):傳統(tǒng)超聲波換能器通常需要聲學(xué)透鏡來聚焦超聲波。而TORAY的技術(shù)使得換能器無需聲學(xué)透鏡即可直接發(fā)射和接收超聲波,這不僅簡化了結(jié)構(gòu),還消除了透鏡中混響引起的噪聲干擾,從而獲得更為清晰的波形信號。
02 產(chǎn)品特性:技術(shù)優(yōu)勢與創(chuàng)新設(shè)計(jì)
TORAY東麗超聲波換能器融合了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,使其在同類產(chǎn)品中脫穎而出。
寬頻帶兼容性:該系列換能器支持15MHz至150MHz的寬頻率范圍,部分型號甚至能覆蓋更高頻段。這種寬頻特性使其能夠適應(yīng)多種不同應(yīng)用場景的需求。
靈活的形狀適應(yīng)性:憑借高分子材料的柔韌性,TORAY換能器可以制造成任何形狀的振蕩器,為特殊應(yīng)用場景提供了定制化可能性。
高精度探測能力:TORAY換能器提供多種規(guī)格的傳感器直徑和焦距選擇,傳感器直徑從1.2mm到8mm可選,焦距則在1.5mm至無窮遠(yuǎn)范圍內(nèi)可調(diào),滿足不同探測距離和精度的需求。
優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性:采用的高分子材料具有較高的機(jī)電耦合系數(shù)和工作溫度上限,能夠抵抗溫度變化,在各種環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能表現(xiàn)。
03 參數(shù)配置:關(guān)鍵規(guī)格詳解
了解TORAY東麗超聲波換能器的詳細(xì)參數(shù)配置,對于正確選型和使用至關(guān)重要。以下是其主要規(guī)格參數(shù):
頻率范圍:提供從15MHz到150MHz的廣泛頻率覆蓋,可以5MHz為增量進(jìn)行調(diào)整。頻率選擇直接影響檢測的分辨率和穿透深度。
傳感器直徑:可在1.2mm到8mm之間定制,不同直徑影響超聲波的指向性和能量集中度。
焦距配置:提供從1.5mm到無窮遠(yuǎn)的多種焦距選擇,滿足不同檢測距離的需求。
連接器選項(xiàng):提供UHF連接器或microdot連接器兩種選擇,適應(yīng)不同的設(shè)備接口需求。
以下是TORAY東麗超聲波換能器常見型號及其參數(shù)配置:
04 應(yīng)用領(lǐng)域:多行業(yè)解決方案
TORAY東麗超聲波換能器憑借其性能,在多個(gè)高科技領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
超聲成像與顯微鏡:主要用于超聲成像設(shè)備(SAT)和超聲顯微鏡(SAM) 中的超聲波發(fā)射和接收傳感器應(yīng)用,為材料微觀結(jié)構(gòu)分析提供高分辨率圖像。
半導(dǎo)體工業(yè):在半導(dǎo)體制造過程中,用作非接觸式無損檢測傳感器,檢測芯片內(nèi)部的微觀缺陷和結(jié)構(gòu)完整性。
醫(yī)療診斷:應(yīng)用于醫(yī)療超聲診斷設(shè)備,為醫(yī)學(xué)影像提供精準(zhǔn)的超聲波信號采集。
水下檢測與測量:TORAY還提供專門的水聽器產(chǎn)品,如HY05N針式水聽器和H9C大口徑水聽器,能夠高分辨率測量水中的超聲波聲場,適用于水下探測和聲學(xué)研究。
工業(yè)無損檢測:在各種工業(yè)應(yīng)用中,作為無損檢測的傳感器,檢測材料內(nèi)部的裂紋、氣泡等缺陷,確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全。
05 選型指南:如何選擇合適的換能器
選擇合適的TORAY東麗超聲波換能器需要考慮多個(gè)因素,以確保其滿足特定應(yīng)用需求。
頻率選擇原則:一般來說,較高頻率的換能器提供更好的分辨率,但穿透能力較弱;而較低頻率則提供更強(qiáng)的穿透能力,但分辨率較低。需要根據(jù)檢測目標(biāo)的深度和所需的細(xì)節(jié)程度來平衡選擇。
傳感器尺寸考量:較大的傳感器直徑通常提供更強(qiáng)的信號強(qiáng)度和更遠(yuǎn)的探測距離,但可能犧牲靈活性;較小的直徑則適合探測狹小空間或需要較高精度的場景。
焦距確定方法:根據(jù)被測物體與換能器之間的預(yù)期距離來確定合適的焦距。對于固定距離的檢測,選擇匹配的固定焦距換能器;對于不同距離的檢測,則可能需要考慮可變焦距的型號。
連接器類型選擇:根據(jù)系統(tǒng)接口和安裝環(huán)境選擇UHF連接器或microdot連接器。UHF連接器更為常見,而microdot連接器在空間受限的應(yīng)用中更具優(yōu)勢。
從半導(dǎo)體芯片的微觀檢測到醫(yī)療診斷的精準(zhǔn)成像,日本TORAY東麗超聲波換能器通過其創(chuàng)新的P(VDF-TrFE)高分子壓電薄膜技術(shù)和精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為各行業(yè)提供了可靠的超聲探測解決方案。
隨著科技的不斷發(fā)展,對精密檢測與測量的要求將日益提高,TORAY東麗超聲波換能器將繼續(xù)在這一進(jìn)程中發(fā)揮的作用。