當(dāng)探頭的壓電晶片較薄時(shí)，從晶片正面和背面激發(fā)出的脈沖波將會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。為了獲得寬頻帶的激發(fā)波，需要盡可能避免這種干涉現(xiàn)象。圖4-10a所示為一個(gè)傳統(tǒng)的超聲波探頭，其壓電應(yīng)力hD(x)沿探頭長(zhǎng)度方向保持恒定，在探頭晶片末端壓電應(yīng)力發(fā)生突變。其壓電應(yīng)力梯度可以用 函數(shù)表示，由此產(chǎn)生的頻譜是常規(guī)的正弦調(diào)制譜。Mitchell提出了一種方法來減弱壓電晶片背面激發(fā)出的脈沖波，進(jìn)而獲得寬頻帶的脈沖波。采用一種特殊的壓電晶片，該晶片的壓電應(yīng)力hD(x)不是常數(shù)，而是沿晶片厚度方向具有一定的梯度，如圖4-10b所示?？梢钥闯?，所產(chǎn)生的頻譜明顯加寬了。圖4-10c所示探頭的后表面設(shè)計(jì)成內(nèi)凹的形狀，能夠使壓電應(yīng)力得到擴(kuò)展，使壓電應(yīng)力的變化比較平緩，同理具有這種壓電應(yīng)力特性的探頭也能夠得到較寬的頻譜。

改變探頭晶片厚度及晶片與背襯材料阻抗匹配情況也可以改善發(fā)射信號(hào)的頻帶寬度，如圖4-11所示[8]。圖中所示的三種探頭都是為了產(chǎn)生出寬頻帶超聲波而設(shè)計(jì)的，主要設(shè)計(jì)思想都是要盡可能減少來自探頭背面的反射脈沖。其中，圖4-11a對(duì)應(yīng)信號(hào)及頻譜來自具有較厚晶片的探頭，且晶片與其背面介質(zhì)匹配良好，探頭晶片前后表面的反射波能夠從時(shí)域上加以區(qū)分。圖4-11b中，通過采用一種與探頭晶片具有相似物理特性的材料作為背面介質(zhì)而獲得兩者阻抗之間的良好匹配，但晶片不是很厚，產(chǎn)生的超聲波頻譜沒有圖4-11a中的寬，且高頻部分形狀不規(guī)則。對(duì)于壓電陶瓷晶片來說，與其匹配的材料可以是一種無磁性的塊體陶瓷，探頭結(jié)構(gòu)如圖4-12所示。圖4-11c對(duì)應(yīng)的波形及其頻譜來源于Kazhis和Lukoshevichyus設(shè)計(jì)的探頭，如圖4-13所示。他們利用一種非標(biāo)準(zhǔn)化的方法使探頭內(nèi)部電場(chǎng)發(fā)生扭曲，從而減少甚至避免來自探頭背面的反射脈沖。這種探頭所產(chǎn)生的超聲波頻帶范圍非常寬。

探頭頻帶對(duì)分辨力、盲區(qū)大小以及靈敏度等都有影響，需要慎重選擇。通常，寬頻帶探頭具有脈沖寬度較小、盲區(qū)小、深度分辨力好等優(yōu)點(diǎn)，但靈敏度較低；反之，窄頻帶探頭對(duì)應(yīng)的脈沖寬度較寬、盲區(qū)大、深度分辨力差，但靈敏度高、穿透力強(qiáng)。

靈科超聲波堅(jiān)持自主研發(fā)，最大力度投入研發(fā)設(shè)計(jì)，擁有一支近30年的研發(fā)制造團(tuán)隊(duì)，發(fā)明創(chuàng)造170余項(xiàng)專利新技術(shù)。主要品牌有LINGGAO靈高、LINGKE靈科、SHENGFENG聲峰等。廣泛運(yùn)用在醫(yī)療器械、電子器材、 打印耗材、塑料、無紡布、包裝、汽配等多個(gè)領(lǐng)域，為海內(nèi)外各行業(yè)、企業(yè)提供了大量穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)超聲波塑焊設(shè)備及應(yīng)用方案。