Khớp nối không khí siêu âmCông nghệ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kiểm tra không phá hủy, đo khoảng cách vì không cần tiếp xúc trực tiếp với vật thể được đo. Nhưng sự khác biệt lớn về trở kháng âm thanh giữa không khí và môi trường rắn (khoảng 413 Rayl trong không khí và khoảng 10 ⁷ Rayl trong kim loại) dẫn đến siêu âm được phản xạ hơn 99% ở giao diện và truyền năng lượng rất nhỏ, tạo ra một vấn đề khó khăn "không phù hợp trở kháng âm thanh". Giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải chuyển đổi từ "trở kháng chuyển tiếp, tăng cường năng lượng, tối ưu hóa tín hiệu" lực lượng ba chiều để xây dựng một giải pháp liên kết đầy đủ, nâng cao hiệu quả ghép nối siêu âm.

Thiết kế lớp ghép trở kháng âm thanh gradient là đường dẫn crack cốt lõi, bản chất của nó là xây dựng kênh chuyển tiếp trở kháng mượt mà của "lớp ghép không khí rắn". Lớp phù hợp cần chọn vật liệu có trở kháng âm thanh giữa không khí và môi trường được thử nghiệm, chẳng hạn như bọt polyurethane, vật liệu composite cao su silicone, v.v., bằng cách điều chỉnh mật độ vật liệu và tốc độ âm thanh, để trở kháng âm thanh của lớp phù hợp bằng giá trị trung bình hình học của trở kháng âm thanh không khí và rắn, tăng cường truyền năng lượng. Trong ứng dụng thực tế thường sử dụng cấu trúc phù hợp hai hoặc nhiều lớp, lớp đầu tiên phù hợp với không khí và lớp giữa, lớp thứ hai kết nối lớp giữa với chất rắn, ví dụ như khi phát hiện vật liệu thép, có thể sử dụng cấu trúc hai lớp "cao su silicone (trở kháng âm thanh 1,5 × 10 ⁶ Rayl)+epoxy (3 × 10 ⁶ Rayl)", làm cho hiệu quả truyền đạt tăng lên hơn 30%.

Tối ưu hóa cấu trúc đầu dò và cách kích thích, tăng cường đầu ra âm thanh hiệu quả từ nguồn. Vật liệu rung đầu dò được ưu tiên sử dụng gốm áp điện hoặc vật liệu composite áp điện, tăng cường khả năng tập trung chùm âm thanh bằng cách cải thiện hình dạng rung như rung cong, tập trung năng lượng vào khu vực phát hiện và giảm tổn thất khuếch tán. Mạch kích thích sử dụng công nghệ kích thích xung băng tần rộng để tạo ra tín hiệu xung ngắn, làm giảm sự suy giảm năng lượng của tín hiệu trong phản xạ giao diện; Đồng thời nâng điện áp kích thích (được kiểm soát trong phạm vi an toàn), tăng cường biên độ rung và bù đắp tổn thất năng lượng do phản xạ giao diện. Ngoài ra, nó sử dụng thiết kế đầu dò tất cả trong một để rút ngắn đường truyền tín hiệu và tăng độ nhạy nhận.

Cải thiện môi trường khớp nối và môi trường phụ trợ, giảm nhiễu trở kháng của lớp không khí. Trong các tình huống phát hiện độ chính xác cao, khí trơ (như argon) hoặc sol khí có thể được tiêm vào khoảng trống khớp nối không khí, thu hẹp sự khác biệt với chất rắn bằng cách điều chỉnh trở kháng âm thanh tinh chỉnh mật độ môi trường; Công nghệ tập trung thấu kính âm thanh cũng có thể được sử dụng để tập trung chùm siêu âm vào giao diện được đo, làm giảm sự khuếch tán năng lượng trong lớp không khí. Đối với môi trường ngoài trời hoặc phức tạp, cần thiết kế khoang khớp nối kín, kiểm soát nhiệt độ trong khoang (20-25 ° C) và độ ẩm (40% -60%), tránh biến động nhiệt độ và độ ẩm dẫn đến thay đổi trở kháng âm thanh không khí, đảm bảo sự ổn định khớp nối.

Tối ưu hóa công nghệ xử lý tín hiệu là bổ sung quan trọng để nâng cao hiệu quả phát hiện. Sử dụng thuật toán lọc thích ứng, lọc tín hiệu lộn xộn được tạo ra bởi phản xạ giao diện, trích xuất sóng truyền hiệu quả; Thông qua công nghệ bù pha, điều chỉnh độ lệch pha mà tín hiệu truyền qua các lớp không khí và phù hợp, nâng độ phân giải tín hiệu. Đối với tín hiệu yếu, bộ khuếch đại tiếng ồn thấp có thể được sử dụng với công nghệ xếp chồng tín hiệu, tăng cường xếp chồng tín hiệu phát hiện nhiều lần và cải thiện tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn. Ví dụ, trong phát hiện khuyết tật tấm kim loại, thông qua lớp phủ tín hiệu và xử lý bộ lọc, tín hiệu khuyết tật ban đầu bị ngập trong tiếng ồn có thể được hiển thị rõ ràng.

Tải vềKhớp nối không khí siêu âmVấn đề khó khăn trong việc phân phối trở kháng âm thanh, sự đổi mới vật liệu, tối ưu hóa cấu trúc và công nghệ xử lý tín hiệu cần được tích hợp sâu, vừa giảm tổn thất năng lượng từ nguồn, vừa tăng cường tín hiệu hiệu quả thông qua công nghệ phụ trợ. Quá trình này cần kết hợp với kịch bản ứng dụng cụ thể (chẳng hạn như độ chính xác phát hiện, điều kiện môi trường) để thiết kế mục tiêu, để cho phép công nghệ ghép nối không khí siêu âm phá vỡ nút cổ chai hiệu suất và đạt được các ứng dụng phát hiện hiệu quả và đáng tin cậy trong nhiều lĩnh vực hơn.