超声波换能器有时也称为超声波探头。可根据其工作原理不同将超声波换能器分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种类型。在检测技术中主要采用压电式。根据其结构不同，压电式又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、水浸探头、空气传导探头以及其他专用探头等。

(1)以固体为传导介质的探头。用于固体介质的单晶直探头(俗称直探头)的结构，如图9-16(a)所示。压电晶片采用锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷材料制作，外壳用金属制作，保护膜用于防止压电晶片磨损，改善耦合条件；阻尼吸收块用于吸收压电晶片背面的超声脉冲能量，防止杂乱反射波的产生。

图9-16　超声波探头结构

(a)　单晶直探头；(b)双晶直探头；(c)斜探头

双晶直探头的结构，如图9-16(b)所示。它是由两个单晶直探头组合而成，装配在同一壳体内。两个探头之间用一块吸声性强、绝缘性能好的薄片加以隔离，并在压电晶片下方增设延迟块，使超声波的发射和接收互不干扰。在双探头中，一只压电晶片担任发射超声脉冲的任务，而另一只担任接收超声脉冲的任务。双探头的结构虽然复杂一些，但信号发射和接收的控制电路却较为简单。(www.daowen.com)

有时为了使超声波能倾斜入射到被测介质中，可选用斜探头，如图9-16(c)所示。压电晶片粘贴在与底面成一定角度(如30°、45°等)的有机玻璃斜楔块上，压电晶片的上方用吸声性强的阻尼块覆盖。当斜楔块与不同材料的被测介质(试件)接触时，超声波产生一定角度的折射，倾斜入射到试件中去，折射角可通过计算求得。

(2)耦合剂。在图9-16 中，无论是直探头还是斜探头，一般都不能将其放在被测介质(特别是粗糙金属)表面来回移动，以防磨损。更重要的是，超声波探头与被测物体接触时，在被测物体表面不平整的情况下，探头与被测物体表面间必然存在一层空气薄层。空气的密度很小，将引起3 个界面间强烈的杂乱反射波，造成干扰，而且空气也将对超声波造成很大的衰减。为此，必须将接触面之间的空气排挤掉，使超声波能顺利地入射到被测介质中。在工业中，经常使用一种称为耦合剂的液体物质，使之充满在接触层中，起到传递超声波的作用。常用的耦合剂有水、机油、甘油、水玻璃、胶水和化学浆糊等。耦合剂的厚度应尽量薄些，以减小耦合损耗。

(3)以空气为传导介质的超声波发射器和接收器。此类发射器和接收器一般是被分开设置的，两者的结构也略有不同。如图9-17 所示为空气传导型超声波发射器和接收器结构简图。发射器的压电片上粘贴了一只锥形共振盘，以提高发射效率和方向性。接收器的共振盘上还增加了一只阻抗匹配器，以提高接收效率。

图9-17　空气传导型超声波发射器和接收器结构简图

(a)超声波发射器；(b)超声波接收器