用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭的制作方法
【專利摘要】一種用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭，包括外殼、同軸電纜、楔塊、阻尼塊、壓電晶片和聲阻抗匹配層；所述的同軸電纜鑲嵌在外殼上，楔塊安裝在外殼的下端部，所述的楔塊為兩層貼合結(jié)構(gòu)，由上至下依次為第一導(dǎo)聲層、第二導(dǎo)聲層，所述的第二導(dǎo)聲層上表面和下表面均為圓拱形，所述的第一導(dǎo)聲層上表面為平面、其下表面形狀與第二導(dǎo)聲層上表面圓拱形相匹配；所述第一導(dǎo)聲層上由下至上依次貼合有聲阻抗匹配層、壓電晶片和阻尼塊，同軸電纜的芯線和地線分別通過導(dǎo)線與壓電晶片上邊面和下表面上的導(dǎo)電鍍層相連接。利用材料聲速的不同，能夠有效的對(duì)聲波進(jìn)行折射，從而改變?cè)揪奂癄顟B(tài)的波束甚至改變?yōu)槠叫袪顟B(tài)，從而提高探頭的分辨率及檢測(cè)范圍。
【專利說明】用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于建筑材料及金屬管道來說，長時(shí)間的在特殊環(huán)境或條件下使用后容易出現(xiàn)材料內(nèi)部的損傷。目前對(duì)于材料內(nèi)部損傷檢測(cè)時(shí)通過超聲波來實(shí)現(xiàn)的，較常見的是由超聲波探頭和顯示設(shè)備組成，二者之間通過同軸電纜傳遞信號(hào)。其中超聲波探頭的結(jié)構(gòu)是:主要由外殼、楔塊和壓電晶片組成，楔塊安裝在外殼的下端部，該楔塊上端凸起的一側(cè)斜面表面固裝壓電晶片，在壓電晶片上套裝有阻尼塊，壓電晶片通過電纜與同軸電纜連接，在外殼內(nèi)剩余的空間內(nèi)填充吸聲材料,上述楔塊為有機(jī)玻璃材料制成,在實(shí)際使用時(shí),楔塊的下端面為平板式，對(duì)具有較大表面積且較平坦的部件進(jìn)行內(nèi)部探傷時(shí)非常方便，但對(duì)于表面積較小、外緣曲率較高的管道來說，上述帶有平板式楔塊結(jié)構(gòu)的超聲波探頭就非常不方便了，而且由于二者接觸不是很緊密，檢測(cè)的結(jié)果容易出現(xiàn)誤差?，F(xiàn)有技術(shù)中有楔塊底部為圓拱形的超聲探頭，但是將楔塊底部改為圓拱形后會(huì)出現(xiàn)超聲波束呈聚集狀態(tài)，如圖1所示，這不利于鋼管損傷的探測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中超聲波探頭難以探測(cè)鋼管損傷的不足，提供一種用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭，包括外殼、同軸電纜、楔塊、阻尼塊、壓電晶片和聲阻抗匹配層；所述的同軸電纜鑲嵌在外殼上，所述的楔塊安裝在外殼的下端部，所述的楔塊為兩層貼合結(jié)構(gòu)，由上至下依次為第一導(dǎo)聲層、第二導(dǎo)聲層，所述的第二導(dǎo)聲層上表面和下表面均為圓拱形，所述的第一導(dǎo)聲層上表面為平面、其下表面形狀與第二導(dǎo)聲層上表面圓拱形相匹配；所述第一導(dǎo)聲層上由下至上依次貼合有聲阻抗匹配層、壓電晶片和阻尼塊，同軸電纜的芯線和地線分別通過導(dǎo)線與壓電晶片上邊面和下表面上的導(dǎo)電鍍層相連接。
[0005]本申請(qǐng)中將楔塊設(shè)置為兩層貼合結(jié)構(gòu)，利用材料聲速的不同，這樣探頭能夠有效的對(duì)聲波進(jìn)行折射，從而改變圓拱形楔塊底部發(fā)出的超聲波的方向及范圍，改變?cè)揪奂癄顟B(tài)的波束甚至改變?yōu)槠叫袪顟B(tài)。
[0006]進(jìn)一步地，所述的外殼內(nèi)填充有吸聲材料，吸聲材料能夠吸收背部反射回來的超聲，防止對(duì)檢測(cè)造成干擾，提高了探頭分辨率。
[0007]進(jìn)一步地，所述的探頭還具有匹配電感，所述的匹配電感與壓電晶片并聯(lián)，以調(diào)整超聲波的波形，提高靈敏度帶寬。
[0008]作為優(yōu)選,所述的第一導(dǎo)聲層為有機(jī)玻璃和第二導(dǎo)聲層為聚砜，聚砜與有機(jī)玻璃的聲速不同能夠有效的對(duì)聲波進(jìn)行折射。
[0009]作為優(yōu)選，所述的第二導(dǎo)聲層底部圓拱形的曲率半徑為72mm，根據(jù)實(shí)際使用需要，來確定曲率半徑，使探頭適用于不同管徑的鋼管。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的利用材料聲速的不同，這樣探頭能夠有效的對(duì)聲波進(jìn)行折射，從而改變圓拱形楔塊底部發(fā)出的超聲波的方向及范圍，改變?cè)揪奂癄顟B(tài)的波束甚至改變?yōu)槠叫袪顟B(tài)，從而提高探頭的分辨率及檢測(cè)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中楔塊底部為圓拱形的超聲探頭；
[0013]圖2是實(shí)施例1超聲探頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為實(shí)施例2超聲探頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為實(shí)施例3超聲波探頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中:1.外殼,2.同軸電纜,3.第一導(dǎo)聲層,4.第二導(dǎo)聲層,5.阻尼塊,6.壓電晶片，7.聲阻抗匹配層，8.導(dǎo)線，9.吸聲材料，10.匹配電感。
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖2所示，一種用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭，包括外殼1、同軸電纜
2、楔塊、阻尼塊3、壓電晶片4和聲阻抗匹配層7;所述的同軸電纜2鑲嵌在外殼I上，所述的楔塊安裝在外殼I的下端部，所述的楔塊為兩層貼合結(jié)構(gòu)，由上至下依次為第一導(dǎo)聲層
3、第二導(dǎo)聲層4,所述的第二導(dǎo)聲層4上表面和下表面均為圓拱形,所述的第一導(dǎo)聲層3上表面為平面、其下表面形狀與第二導(dǎo)聲層4上表面圓拱形相匹配；所述第一導(dǎo)聲層3上由下至上依次貼合有聲阻抗匹配層7、壓電晶片6和阻尼塊5，同軸電纜2的芯線和地線分別通過導(dǎo)線8與壓電晶片6上邊面和下表面上的導(dǎo)電鍍層相連接。
[0020]所述的第一導(dǎo)聲層3為有機(jī)玻璃,第二導(dǎo)聲層4為聚砜,聚砜與有機(jī)玻璃的聲速不同，能夠有效的對(duì)聲波進(jìn)行折射。根據(jù)實(shí)際使用需要，來確定曲率半徑，使探頭適用于不同管徑的鋼管，所述的第二導(dǎo)聲層4底部圓拱形的曲率半徑為72mm。
[0021]本申請(qǐng)中將楔塊設(shè)置為兩層貼合結(jié)構(gòu)，利用材料聲速的不同，這樣探頭就能夠有效的對(duì)聲波進(jìn)行折射，從而改變圓拱形楔塊底部發(fā)出的超聲波的方向及范圍，改變?cè)揪奂癄顟B(tài)的波束甚至改變?yōu)槠叫袪顟B(tài)。
[0022]實(shí)施例2
[0023]如圖3所示，作為實(shí)施例1的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的外殼I內(nèi)填充有吸聲材料9，吸聲材料9能夠吸收背部反射回來的超聲波，防止對(duì)檢測(cè)造成干擾，提高了探頭分辨率。
[0024]實(shí)施例3
[0025]如圖4所示，作為實(shí)施例1的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的探頭還具有匹配電感10，所述的匹配電感10與壓電晶片6并聯(lián)，以調(diào)整超聲波的波形。
【權(quán)利要求】
1.一種用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭，其特征在于:包括外殼(I)、同軸電纜(2)、楔塊、阻尼塊(3)、壓電晶片(4)和聲阻抗匹配層(7);所述的同軸電纜(2)鑲嵌在外殼(I)上，所述的楔塊安裝在外殼(I)的下端部，所述的楔塊為兩層貼合結(jié)構(gòu)，由上至下依次為第一導(dǎo)聲層(3)、第二導(dǎo)聲層(4)，所述的第二導(dǎo)聲層(4)上表面和下表面均為圓拱形，所述的第一導(dǎo)聲層(3)上表面為平面、其下表面形狀與第二導(dǎo)聲層(4)上表面圓拱形相匹配；所述第一導(dǎo)聲層(3)上由下至上依次貼合有聲阻抗匹配層(7)、壓電晶片(6)和阻尼塊(5)，同軸電纜(2)的芯線和地線分別通過導(dǎo)線(8)與壓電晶片(6)上邊面和下表面上的導(dǎo)電鍍層相連接；所述的第一導(dǎo)聲層(3)為有機(jī)玻璃，第二導(dǎo)聲層(4)為聚砜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭，其特征在于:所述的外殼⑴內(nèi)填充有吸聲材料(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭，其特征在于:所述的探頭還具有匹配電感(10)，所述的匹配電感(10)與壓電晶片(6)并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋼管外壁探傷的接觸式單晶直探頭，其特征在于:所述的第二導(dǎo)聲層(4)底部圓拱形的曲率半徑為72mm。
【文檔編號(hào)】G01N29/24GK103983700SQ201410196884
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】周南岐 申請(qǐng)人:常州市常超電子研究所有限公司