超聲波(bo)的(de)檢測(ce)裝(zhuang)置壹(yi)般都包(bao)括接(jie)收器(qi)，放(fang)大(da)器(qi)及(ji)指(zhi)示器(qi)三(san)個(ge)部件(jian)。整個檢測(ce)裝(zhuang)置的(de)靈(ling)敏(min)度(du)主要(yao)是(shi)決(jue)定(ding)於接(jie)收器(qi)和放大(da)器(qi)，而(er)接(jie)收器(qi)又(you)是超聲波(bo)測(ce)量技(ji)術(shu)中zui關鍵的(de)部(bu)件(jian)。

接(jie)收器(qi)的(de)作(zuo)用是將局部(bu)放(fang)電(dian)所產生(sheng)的(de)超聲波(bo)盡(jin)可(ke)能(neng)多(duo)地(di)收集(ji)到(dao)還能(neng)元(yuan)件(jian)中(zhong)，再由(you)還能(neng)元(yuan)件(jian)將超聲波(bo)轉(zhuan)換成壹(yi)定(ding)頻(pin)率的(de)電(dian)信(xin)號(hao)。還能(neng)元(yuan)件(jian)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)以(yi)每(mei)微巴聲(sheng)壓(ya)所產生(sheng)的(de)電(dian)壓(ya)（微伏）來表示（即(ji)μv/μbar）。有(you)時也有(you)用負的(de)dB值(zhi)對(dui)1V/μbar來表(biao)示。例如(ru)-80dB對(dui)1V/μbar即(ji)100μV/μbar。zui常(chang)用的(de)還能(neng)元(yuan)件(jian)有(you)壓電(dian)陶(tao)瓷(ci)和各(ge)種晶(jing)體。設計不(bu)同(tong)形(xing)狀和尺(chi)寸(cun)的(de)壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)，可(ke)以(yi)使相(xiang)應(ying)頻(pin)率覆蓋(gai)很(hen)寬的(de)範(fan)圍(wei)（0.1hz到25MHZ）。可(ke)以(yi)做成(cheng)寬頻帶相(xiang)應(ying)，也(ye)可(ke)以(yi)做成(cheng)窄(zhai)頻帶的(de)諧(xie)振(zhen)換能(neng)器(qi)。後者的(de)靈(ling)敏(min)度(du)較高可(ke)以(yi)做到(dao)30-200μV/μbar。

在(zai)液(ye)體材(cai)料(liao)中，局部(bu)放(fang)電(dian)產(chan)生(sheng)的(de)超聲波(bo)聲(sheng)壓(ya)比(bi)較(jiao)大(da)，表(biao)中(zhong)列(lie)出(chu)了(le)在(zai)距(ju)離放電(dian)位(wei)置10cm的(de)地(di)方測(ce)得不同(tong)放電(dian)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)頻(pin)率45kHz的(de)超聲波(bo)電(dian)壓(ya)。從表中數(shu)值(zhi)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)超聲波(bo)的(de)聲(sheng)壓(ya)大(da)約(yue)正(zheng)比(bi)於放(fang)電(dian)電(dian)荷(he)的(de)平(ping)方根。

表(biao)1距離放電(dian)位(wei)置10cm處(chu)測(ce)得不同(tong)放電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)45kHz的(de)超聲波(bo)電(dian)壓(ya)

用超聲波(bo)檢測(ce)法來(lai)檢查(zha)礦(kuang)物(wu)油中(zhong)的(de)局部(bu)放(fang)電(dian)是(shi)比(bi)較(jiao)靈(ling)敏(min)的(de)。當放電(dian)量為1pC時，在距(ju)離放電(dian)位(wei)置100米(mi)的(de)地(di)方也可(ke)以(yi)順(shun)利地(di)測(ce)量出(chu)來。但實際上用液(ye)體絕(jue)緣(yuan)的(de)電(dian)氣(qi)設備(bei)都有(you)金屬(shu)外(wai)殼，超聲波(bo)通過鋼(gang)板(ban)做的(de)外(wai)殼大(da)約(yue)要(yao)衰(shuai)減(jian)10倍(bei)。因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)檢測(ce)的(de)放(fang)電(dian)量壹(yi)般不(bu)小於10pC。如(ru)果(guo)放(fang)電(dian)是(shi)發生(sheng)在(zai)油浸固體材(cai)料(liao)中的(de)氣(qi)隙(xi)或(huo)油(you)中(zhong)氣隙(xi)，則由(you)於超聲波(bo)被反(fan)射和吸收，即(ji)使放電(dian)量大(da)於1000pC也(ye)不(bu)壹(yi)定(ding)能(neng)檢測(ce)出(chu)來。

在(zai)空氣中(zhong)局部(bu)放(fang)電(dian)發(fa)生(sheng)的(de)聲(sheng)波(bo)聲(sheng)壓(ya)比(bi)較(jiao)小，在距離放電(dian)電(dian)荷(he)為1pC的(de)火花(hua)放電(dian)10cm的(de)地(di)方，測(ce)得的(de)聲(sheng)壓(ya)約(yue)為(wei)0.0001μbar。這(zhe)比(bi)油(you)中的(de)聲(sheng)壓(ya)約(yue)小(xiao)20000倍(bei)。要(yao)用靈(ling)敏(min)度(du)很(hen)高的(de)還能(neng)元(yuan)件(jian)(1000μv/μbar)，在(zai)距離放電(dian)位(wei)置1米(mi)的(de)地(di)方可(ke)以(yi)檢測(ce)的(de)放(fang)電(dian)量要(yao)不(bu)小(xiao)於50pC。為(wei)了(le)提(ti)高測(ce)量的(de)靈(ling)敏(min)度(du)，可(ke)以(yi)采(cai)用波導管(guan)和拋物(wu)鏡反(fan)射器。

由(you)於超聲波(bo)在(zai)空氣中(zhong)散射使得聲壓與傳(chuan)播距離d成反比(bi)。若用壹(yi)根(gen)聲(sheng)阻(zu)抗(kang)比(bi)空氣阻(zu)抗(kang)大(da)得多的(de)管(guan)子(zi)接(jie)近(jin)放(fang)電(dian)位(wei)置，則超聲波(bo)進(jin)入(ru)管(guan)內(nei)就(jiu)不(bu)會(hui)產生(sheng)散射，而是沿(yan)著管(guan)子(zi)長(chang)度傳(chuan)播到管(guan)子(zi)的(de)另(ling)壹(yi)端(duan)，於是(shi)在(zai)另(ling)壹(yi)端(duan)的(de)還能(neng)元(yuan)件(jian)就(jiu)可(ke)以(yi)得到比(bi)較(jiao)強(qiang)的(de)超聲波(bo)。這(zhe)就(jiu)是(shi)利用聲波導(dao)提(ti)高靈(ling)敏(min)度(du)的(de)方法。例(li)如用內(nei)經(jing)為(wei)2.54cm的(de)有(you)機玻璃管(guan)，測(ce)量頻率為40kHz的(de)超聲波(bo)在(zai)空氣中(zhong)的(de)衰(shuai)減(jian)只(zhi)有(you)9dB/M，在用此波導(dao)管(guan)時，在距(ju)離放電(dian)源(yuan)1米(mi)出(chu)的(de)聲(sheng)壓(ya)比(bi)距(ju)離1厘米(mi)處(chu)的(de)聲(sheng)壓(ya)降(jiang)低(di)了(le)8倍(bei)，而不(bu)用波導管(guan)時大(da)約(yue)降(jiang)低(di)了(le)200倍(bei)。這說(shuo)明了(le)波(bo)導(dao)管(guan)可(ke)以(yi)使靈(ling)敏(min)度(du)提(ti)高25倍(bei)。考慮到波導管(guan)兩頭(tou)還會(hui)產生(sheng)壹(yi)些(xie)波(bo)反(fan)射，因(yin)此(ci)，實際上靈(ling)敏(min)度(du)約增大(da)10倍(bei)左(zuo)右。

超聲波(bo)在(zai)波(bo)導(dao)管(guan)內(nei)的(de)衰(shuai)減(jian)是(shi)與管(guan)壁的(de)摩擦有(you)關，波導管(guan)的(de)內(nei)徑(jing)愈(yu)小(xiao)，摩擦就(jiu)愈(yu)大(da)，衰(shuai)減(jian)也(ye)愈(yu)大(da)。同(tong)時衰減(jian)又(you)與頻率的(de)平(ping)方根成(cheng)正比(bi)，因(yin)此(ci)超聲波(bo)在(zai)波(bo)導(dao)管(guan)內(nei)的(de)衰(shuai)減(jian)大(da)致(zhi)可(ke)用下式估(gu)算(suan)

式中(zhong)f為(wei)超聲波(bo)頻(pin)率（Hz），R為波(bo)導管(guan)的(de)內(nei)經(jing)（cm）。

上(shang)式(shi)沒有(you)考慮波導管(guan)的(de)材(cai)料(liao)以(yi)及(ji)管(guan)壁厚(hou)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)，計算(suan)結(jie)果(guo)不是(shi)很(hen)正(zheng)確(que)的(de)。圖3-7是(shi)用不同(tong)內(nei)徑(jing)的(de)有(you)機玻璃波導(dao)管(guan)在不(bu)同(tong)的(de)距(ju)離(離放電(dian)源(yuan))下，測(ce)得不同(tong)頻率的(de)超聲波(bo)信(xin)號(hao)與不用波導管(guan)時測(ce)得的(de)信(xin)號(hao)相(xiang)比(bi)較(jiao)。圖中(zhong)縱(zong)坐(zuo)標(biao)是(shi)代(dai)表(biao)用波導和不用波導時測(ce)得的(de)超聲波(bo)信(xin)號(hao)之比(bi)，橫(heng)坐標(biao)是代(dai)表離放電(dian)位(wei)置的(de)距(ju)離。圖中(zhong)曲(qu)線(xian)表明(ming)用2.54cm內(nei)徑(jing)的(de)有(you)機玻璃波導(dao)管(guan)時，在距(ju)離2米(mi)之內(nei)測(ce)量40Khz頻率的(de)超聲波(bo)信(xin)號(hao)，靈(ling)敏(min)度(du)可(ke)提(ti)高約10倍(bei)。而用內(nei)徑(jing)為(wei)1.27cm的(de)有(you)機玻璃波導(dao)管(guan)靈(ling)敏(min)度(du)就比(bi)較(jiao)小。用同(tong)壹(yi)內(nei)徑(jing)的(de)波(bo)導(dao)管(guan)測(ce)80kHZ超聲波(bo)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)比(bi)40kHZ的(de)小(xiao)。

圖3-7波(bo)導(dao)提(ti)高聲壓的(de)倍(bei)數和放電(dian)距(ju)離的(de)關系，1壹(yi)波(bo)導(dao)管(guan)內(nei)徑(jing)2.54，頻(pin)率
40kHz,  2壹(yi)波(bo)導(dao)管(guan)內(nei)徑(jing)1.27，頻(pin)率40kHz,  1壹(yi)波(bo)導(dao)管(guan)內(nei)徑(jing)1.27，頻(pin)率80kHz

用波導管(guan)同(tong)樣(yang)也可(ke)以(yi)提(ti)高檢測(ce)液(ye)體中(zhong)放電(dian)產(chan)生(sheng)的(de)超聲波(bo)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)。但在礦物油(you)中(zhong)不(bu)能(neng)用有(you)機玻璃做到(dao)波(bo)管(guan)，因(yin)為(wei)有(you)機玻璃的(de)聲(sheng)波(bo)阻(zu)抗(kang)與礦物(wu)油差(cha)不(bu)多(duo)。超聲波(bo)可(ke)以(yi)通過管(guan)壁向(xiang)外(wai)散射，而不是(shi)只局限在(zai)管(guan)內(nei)傳(chuan)播，這就失(shi)去(qu)了(le)波(bo)導(dao)管(guan)的(de)作(zuo)用。內(nei)徑(jing)為(wei)1.27cm的(de)鋼(gang)管(guan)在礦(kuang)物(wu)油(you)中做作(zuo)聲(sheng)波導(dao)管(guan)可(ke)以(yi)收到(dao)很(hen)好(hao)的(de)效果。但鋼管(guan)靠近(jin)放(fang)電(dian)部(bu)位會(hui)影響局部(bu)放(fang)電(dian)狀(zhuang)態，而且也(ye)不(bu)安全。近(jin)年來(lai)發現用玻璃纖維光(guang)導管(guan)做礦(kuang)物(wu)油中(zhong)的(de)聲(sheng)波(bo)導(dao)管(guan)，可(ke)以(yi)得到更(geng)好的(de)效果。應用這種聲(sheng)波(bo)導(dao)也(ye)可(ke)提(ti)高靈(ling)敏(min)度(du)約10倍(bei)。

在開關櫃局部(bu)放(fang)電(dian)檢測(ce)中(zhong)，超聲波(bo)傳(chuan)感(gan)器主要(yao)是(shi)完成超聲波(bo)信(xin)號(hao)的(de)采(cai)集(ji)功能(neng)，將采(cai)集(ji)到(dao)的(de)超聲波(bo)信(xin)號(hao)轉換為電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)。在傳(chuan)感(gan)器的(de)選擇中，工作頻(pin)帶和靈(ling)敏(min)度(du)是兩個zui重(zhong)要(yao)的(de)指(zhi)標。雖(sui)然局部(bu)放(fang)電(dian)及(ji)其產生(sheng)的(de)聲(sheng)波(bo)信(xin)號(hao)具有(you)壹(yi)定(ding)的(de)隨(sui)機性(xing)，但它檢測(ce)頻(pin)率分布(bu)範(fan)圍(wei)變化不大(da)，因(yin)此(ci)需要(yao)壹(yi)個(ge)頻(pin)帶較大(da)，不(bu)會(hui)使信(xin)號(hao)混疊，且(qie)傳(chuan)感(gan)器的(de)幾(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)必(bi)須(xu)小(xiao)於聲(sheng)波(bo)波(bo)長(chang)的(de)增益傳(chuan)感(gan)器。