薄板中兰姆波激励的研究

使用透声斜楔以纵波斜入射法在板中激励兰姆波是目前最为常用的方法。为得到较强的发射，入射角α可由下式确定，参阅图3.5-83。

图3.5-83 兰姆波的斜楔法激励

a—试件 b—晶片 c—斜楔

sinα=c_l/c_p

式中 c_l——透声斜楔中纵波传播速度；

c_p——板中所激起的兰姆波传播速度（相速度）。

不同材料薄板的c_p和fd关系曲线是可以算得的，根据上式则又可算出α与fd的关系曲线，对于钢和铝如图3.5-84和图3.5-85所示，斜楔材料为有机玻璃，相速度曲线上的全部点并不是都能产生兰姆波，只有满足波长接近于板厚条件的才能。为了易于激起兰姆波，要求激励脉冲持续时间长些，晶片尺寸大些；为使所激起的兰姆波模式比较单一，超声仪激励脉冲的带宽和接收放大器的带宽要窄些，这些要求与一般纵波、横波检测有很大的不同，由此甚至已有专供兰姆波检测用的设备问世，这是需加注意的。

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图3.5-84 钢板中频率，板厚相乘积（fd）在激励兰姆波时与入射角（α）间的关系，有机玻璃c_l=2700m/s 钢c_l=5790m/s c_t=3200m/s

图3.5-85 在激励兰姆波时铝板中fd与α的关系曲线， 有机玻璃：c_l=2700m/s，铝：c_l=6350m/s，c_t=3045m/s

所激起的波是否确为兰姆波而非横波，将探头前沿垂直板的边缘放置在紧靠棱边处，在将探头垂直棱边后移时，通过注意荧光屏上棱边反射回波宽度及幅度的变化来鉴别。在用脉冲波激励兰姆波时，所得兰姆波以群速度传播，随探头后移和与棱边间距的增大，反射波宽度会随之变宽，幅度也会变小。如激起的是横波，则当探头后移时，棱边反射波宽度不变，幅度则会作规律性的跳跃式的改变，与兰姆波之间的区别是明显的，如图3.5-86所示。

图3.5-86 板端的反射波形

兰姆波也可用电磁声换能器激励，优点是可不与试件直接接触，缺点是体积较大。近期开发出灵便的叉指型PVDF兰姆波换能器，即在聚偏二氟乙烯（PVDF）压电薄膜上沉积叉指型电极并使电极间的距离适合于在试件中激励所希望的模式。较之斜楔法，其优点是能很方便地粘到弯曲的构件上，对其进行长期在役检测；不足之处是灵敏度较陶瓷压电晶片低，不能用于高温。