3）发射电路：见图4-4 ，发射电路利用闸流管或晶闸管的开关特性，产生几百伏至上千伏的电脉冲。电脉冲加于发射探头，激励压电晶片振动，使之发射超声波，可控硅发射电路的典型电路如图所示。
图4-4 发射电路图
发射电路中的电阻R0 称为阻尼电阻，用发射强度旋钮可改变R0的阻值。阻值大发
射强度高，阻值小发射强度低，因R0 与探头并联，改变R0 同时也改变了探头电阻尼大小，即影响探头的分辨力。
4）接收电路：见图4-5 ，接收电路由衰减器、射频放大器、检波器和视频放大器等组成。它将来自探头的电信号进行放大、检波，最后加至示波管的垂直偏转板上，井在荧光屏上显示。由于接收的电信号非常微弱，通常只有数百微伏到数伏，而示波管全调制所需电压要几百伏，所以接收电路必须具有约105的放大能力。
接收电路的性能对探伤仪性能影响极大，它直接影响到探伤仪的垂直线性、动态范围、探伤灵敏度、分辨力等重要技术指标。
接收电路的方框图及其波形如图所示。
由大小不等的缺陷所产生的回波信号电压大约有几百微伏到几伏，为了使变化范围如此大的缺陷回波在放大器内得到正常的放大，并能在示波管荧光屏的有效观察范围内正常显示，可使用衰减器改变输入到某级放大器信号的电平。一般把放大器的电压放大倍数用分贝来表示：
图4-8 PXUT-350B+ 数字式超声波探伤仪面板图
如图4-7 和图4-8 可见模拟式探伤仪操作、读数通过诸多旋钮且无法保存其状态。数字式超探仪过通中文热健及数码旋钮，操作简易，轻松读数无需人为计算，且能存储各种数据，更轻巧的体积和超长工作时间使探伤工作更为轻松。
四、数字式超声波探伤仪的功能特点
1）读数更准确、直观计算机自动读数精度高，结合探伤参数计算出最终结果，简单，直观，快速，准确。自动报警定量合理。
对超声检测信号波幅具有以下几种读数方式：
波高百分数+当前增益分贝数；波高分贝数+当前增益分贝数；波高相对闸门高度分贝数；波高相对距离波幅曲线分贝数；缺陷尺寸当量（相当于标准缺陷类型的尺寸）数；
对超声检测信号定位读数具有以下几种读数方式：相对超声波发射脉冲的延时；相对工件表面超声波入射点的超声波传输延时；相对工件表面超声波入射点的反射点埋藏深度；相对工件表面超声波入射点的超声波传输声程距离；相对工件表面超声波入射点的沿表面投
XZ 平面相垂直的
y 1
，y 2、 y 3轴（如图 4-9 所示）。
为了微观定性的说明石英的压电效应，可以把石英晶胞原子排列的等效电性看成是 如图 4-10 所示的样子。
图 4-10 石英晶胞原子排列的等效电性示意图 在正常情况下，各原子的
电荷相互平衡，整个晶胞呈中性，如图 4-10（ a ）。当在 方向施加压力，由于原子的位置的变更，电平衡遭到破坏，于是在表面 A 呈现负电荷， 表面 B 呈现正电荷，如图 4-10 （ b ）。当在 x 1 方向施加拉力或在垂直于 x 1方向施加压力 时，表面 A 、 B 上出现电荷相反的情况，如图 4-10 （c ）。这就形成所谓的正压电效应。 反之，当石英受到外界电场作用，则电场不仅使离子本身极化，而且使晶胞中的离子产 生相对位移，这个位移使得晶胞内部产生内应力，最后引起宏观形变。这就是所谓逆压 电效应。
实际使用的石英元件都是从石英晶体中按一定方向和切割方式截取的。由于石英晶 体是各向异性的，即一块石英晶体在不同方位上表现出来的物理性能，如电学、光学、 力学性能各不相同，其压电效应的强弱和性质同样与结晶轴向有关，在有的方向上甚至 没有压电效应。因此不同的切割方式就可以获得适应不同用途的石英元件，例如有的切
此外还有三个垂直于相对棱边，且与 图 4-9 石英晶体
割方式可以获得极小的频率，温度系数，可制成稳定度极高在电子技术中广泛应用的稳频晶片，有的切割方式特别适宜制作各种不同性能的机械滤波器，近年来发展的LC 切割方式可以在很宽的温度范围内线性良好的频率温度关系，可制做超声测温元件。作为超声探头的石英晶片主要采取X 切割和Y 切割二种方式。所谓X 切割如图4-11（a），就是指垂直于X1，X2、X3 轴中任一轴线切割下来的晶片，它具有纵向正压电效应及纵向逆压电效应，若晶片的边缘分别平行于Y 轴及Z 轴则称之为0°X 一切割，如图4-11
b）。
图4-11 石英晶片的X 切割
同样，Y 切割就是指垂直于Y1、Y2，Y3 轴中任一轴线切割下来的晶片，它具有横向正压电效应和横向逆压电效应。
纵向压电效应如图4-12 （a）所示，沿着X 轴方向在X 切割晶片上施加交变应力，则在垂直于X 轴平面产生交变电场。反之，如果在垂直于X 轴平面施加交变电压，则晶片沿X 轴方向将会产生与交变电压同频率的形变，形成机械振动。
图4-12 纵向、横向压电效应
横向压电效应如图4-12 （b）所示，当沿X 轴方向对Y 切割晶片施加交变应力时，在与Y 轴垂直的平面上将呈现交变电场。反之，如果在垂直Y 轴平面上施加交变电场时，沿X 轴方向将会产生同频率的形变。Y 切割的晶片在探伤中常用来制作表面探头。
2．压电陶瓷的压电效应
压电陶瓷是由许多小晶粒组成的多晶体。目前探伤中常用的压电陶瓷，其晶胞是钡钛矿型晶胞，如图4-13 （a）所示，所有的压电材料当温度升高到一定值后，压电效应会自行消失，物理学上称这温度为材料的居里点，以T C 表示。当压电陶瓷的温度在居
里点以上时，晶胞属于立方晶系，其正负电荷分配如图4-13 （b）所示。由于立方体对称性很高，钛离子即使偏离中心位置，但从各方面偏离中心位置的几率是相同的，所以由立方体晶胞组成的晶粒的平均.
图4-13 压电陶瓷的压电效应说明图
电荷为零，不出现电极化。若压电陶瓷的温度在居里点以下时，它的晶胞形状变长，立方晶胞变为四方晶胞，其电荷分布如图4-13（c）所示。此时，钛离子向长轴方向偏
离的几率就大，于是正负电荷中心不再重合，出现了电极化现象，这种电极化是自发形成的称为自极化。在居里点以下，立方晶胞的三个晶轴中的任何一个均可成为四方晶胞较长的晶轴，因而晶粒中各晶胞自极化的取向是杂乱的，其综合作用的结果不呈现极化，没有压电效应。若在一定温度下，以每毫米1，000～3，000 伏的强电场加在压电陶瓷的两端，使各晶胞极化方向沿外加电场方向重新排列，整个压电陶瓷晶胞的极化方向趋于一致，这种处理称为极化处理。若经极化处理后仍能保持其极化强度的性质称为铁电性，压电陶瓷具有铁电性，经极化处理后的压电陶瓷就能产生压电效应。
、压电方程和压电材料的有关常数
1．压电方程晶体材料的物理效应主要有
