基于水平剪切压电传感器的SH波激励与接收(2)
由于 SH波的独特性质，在许多行业都得到了广泛深入的使用。 地质勘探学中， 通过对多个深源的地震P 波和SH波波形及三重震相特征的拟合，可以获得地幔转换带附近的 P波和S波速度结构特征[3]。从而可以研究地质物质结构构成，板块运动等数据。通过振幅频率的变化，可推断岩性、地层和构造信息，对石油勘探，煤田勘探有着非常重要的作用。 在土木工程学方面，利用SH波的反射和散射，可以研究附近地表位移场和动应力问题，在桥梁、隧道和建筑建设上必不可缺。在大型建筑的监测方面，SH波也有着优异的表现。 在工业无损检测方面，SH波检测的应用更加广泛。对SH波的特性研究结果显示：如果选用合适的 SH波探头可以在探头移动较小的位置甚至不移动位置情况下对较薄工件实施全厚度检测，在厚度方向上的检验灵敏度亦是如此。如可方便地用于小口径管焊缝检验和汽轮机叶根检验[4]。 相对于传统的超声检测，SH波检测有以下几点优势：（1） 表面SH波在被检测工件的表面及表面以下0～10mm内声场强度可以达到同一强度，对表面和内部的缺陷都可以检测出来，且检测灵敏度一致。同时，检测范围比传统检测仪更大。 （2） 相对于传统超声波检测，表面SH 波对被检测物体表面光洁度要求不高，一次性的有效距离大，可以大大提高检测的效率。
（3） 相对于传统的表面波检测，表面SH波在长距离传播中声能损失较小。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 超声检测现状 超声波检测利用了超声波在不同介质中的传播特征来实现对目标的检测以及评估目标的特性。与其他常规检测技术相比，超声波检测具有检测范围广，穿透力强，检测灵敏度高、目标定位准确、使用方便，成本低、速度快、安全性高等优点，在最近几十年工业高速发展的时期，超声波检测已经得到了几乎所有工业部门的广泛应用，如：钢铁、机器制造、锅炉压力容器有关部门、石油化工、铁路运输、造船、航空航天、高速发展中的新技术产业如集成电路、核电等重要工业部门[5]。 超声波无损检测可以检测各种尺寸和材料的锻件、焊缝以及部分铸件，无论是常见的钢铝、有色金属或者非金属。大量金属材料和构件的在线监控和产品在役检查都使用超声波无损检测。超声无损检测的应用领域不断扩大，包括各种机械零件、结构件、电站设备、船体、锅炉、压力或化工容器等，目前我国超声波检测能力可以实线对各种大型结构压力容器和复杂设备的检测， 即使我国的新兴工业——核电工业,超声检测也早已用于核电工业的各个方面，我国已经具备按业主的要求和规定的标准,使用国内外先进装备,执行国际上通用的行业标准,完成核电厂及各种核设施的役前及在役检查，利用超声波测量流速、流量的技术在医疗、供水、排水、废水处理、电力、石油、化工、冶金、矿山、环保、河流、海洋等计量中有着广泛的应用,不仅可用于流体,液体两相流的测量,还可用于气体流量测量,其研究已有数十年历史[4]。 当前，随着商业计算机和信息技术的发展及大规模普及，超声检测也正在向着可视化、数字化的方向发展。目前常用的有便携式超声C扫描成像检测、超声相控阵成像检测、电磁超声检测检测、激光超声检测检测。超声扫描成像和超声阵列成像为代表的检测技术将为人们提供更为直观和高质量的检测结果。数字式超声成像检测仪既可以方便地存储、传递检测数据, 这可以实现远程监测、评估和实时分析功能，而且仪器可以将检测结果进行各种数字化处理,使图像显示的效果和质量都得以提高。 自动化和智能化是超声检测未来发展的方向。检测更加方便快捷，检测结果更加直观高效，应用范围更加广泛。