解析與陣列式超聲波換能器應用於非破壞性檢測

Abstract

傳統的聚焦式超聲波換能器所得到的訊號，是將壓電材料的所有感測面積接收到的反射聲波做積分疊加而得到一個單一輸出訊號，如此則無法得到有用的聲場資訊或材料內部的缺陷資訊。因此本論文以P(VDF-TrFE)當作壓電材料製作與傳統聚焦換能器不同的新型解析與陣列式超聲波換能器，利用黃光微影的方式在石英柱的內凹曲面製作13個陣列式感測單元，各個單元可獨立的接收訊號且輸出，進而得知更詳細的聲波資訊。 本文利用商用針尖式水聽器量測此陣列換能器所產生之不同平面的入射聲場，且搭配角頻譜(angular spectrum)理論計算，實驗量測的入射聲場與理論計算有極高的相似性，並建構COMSOL有限元素模型來驗證角頻譜理論，模擬之聲場與角頻譜之預測聲場也有相當高的相似程度。此外，本論文利用自製的新型解析與陣列式超聲波換能器做試材之缺陷檢測，分別檢測有側通孔之PMMA及有表面裂紋之不鏽鋼，PMMA的部份可量測到側通孔之位置及孔洞內之材質差異，不鏽鋼的上表面裂紋則可量測到其深度及傾斜方向。

Date of Award	2016 Aug 23
Original language	Chinese
Supervisor	Yung-Chun Lee (Supervisor)