〔UT基础知识杂记〕把电脉冲宽度与声脉冲宽度混淆的危害

1 问题的提出

    不但GB/T27664《无损检测 超声波设备的性能与检验》未明确区分二者，《超声检测》教材，或一些论文，也将二者笼统称为“脉冲宽度” ，不强调二者的区别和因果关系，更不说明二者混淆的危害。本文提出了自己的一些粗浅看法，如有不当，请指正。

2 二者的区别和因果关系

    探头的固有频率（近似公称频率）fo决定于晶片厚度t和声速c，即

                  fo=c/(2t)                                    (1)

    但探头被激励后，产生声脉冲信号的质量(如激励效果好坏，有无杂波等)，却和激励电脉冲形状和宽度有关。我在2012-4-18日志《UT琐记:晶片的变压器效应》中说: 方波触发的超声品质最好，而且强度、幅度较尖峰电脉冲触发的超声，可倍增(需调整好方波宽度)。 这里的“方波宽度” ，就是激励电脉冲的宽度td。见GB/T27664.1图10 a）。td的调整，那是超声仪器发射电路如何设计的事情，一般会给出下列公式:

                2∏fo=3n/td    (n=1，2，3，…)       (2)
    式中:fo---探头公称频率;
            td---激励电脉冲宽度;

           n---可选的自然数，n=1，2，3，…。一般认为n=1最好;

           ∏---圆周率，∏=3.1416。

    如果将∏≈3，则公式(1) 可改写为:
                  2fo.td≈n                                  (3)

    选取n=1，
                 2fo.td≈1                                  (4)

    根据公式(4) 可以认为: 方波的上升和下降边差半个周期(180度)，触发效果可倍增。另外，从上述公式也可认为:从触发电路设计上来说，应该使激励电脉冲---方波宽度td，与探头固有频率fo成反比。
     激励电脉冲的宽度td的调整，是改善机电耦合质量和探头发射声脉冲质量的一种手段，而与探头产生的声脉冲宽度无关。探头产生的声脉冲宽度只决定于探头自身阻尼的质量。

    所以，激励电脉冲的宽度(见GB/T27664.1图10)和探头发出或接受的超声脉冲宽度(见GB/T27664.2图1) 是各自不同的概念，各自有各自的测量方法，不应混淆。

3 危害

    因为把二者混淆的结果，会误导出:声脉冲宽度t也和频率fo有反比关系的结论。因为声脉冲宽度t，不是电脉冲宽度td，2t与fo的乘积根本不等1；或者说，声脉冲宽度t，根本与频率无关，它只决于探头自身阻尼的质量。