《用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103983700 A (43)申请公布日 2014.08.13 CN 103983700 A (21)申请号 201410196884.2 (22)申请日 2014.05.09 G01N 29/24(2006.01) (71)申请人 常州市常超电子研究所有限公司 地址 213000 江苏省常州市武进区湖塘镇武 宜北路 2 号 (72)发明人 周南岐 (74)专利代理机构 常州市英诺创信专利代理事 务所 ( 普通合伙 ) 32258 代理人 王美华 (54) 发明名称 用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头 (57) 摘要 一种用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探 头， 包括。
2、外壳、 同轴电缆、 楔块、 阻尼块、 压电晶片 和声阻抗匹配层 ； 所述的同轴电缆镶嵌在外壳 上， 楔块安装在外壳的下端部， 所述的楔块为两层 贴合结构， 由上至下依次为第一导声层、 第二导声 层， 所述的第二导声层上表面和下表面均为圆拱 形， 所述的第一导声层上表面为平面、 其下表面形 状与第二导声层上表面圆拱形相匹配 ； 所述第一 导声层上由下至上依次贴合有声阻抗匹配层、 压 电晶片和阻尼块， 同轴电缆的芯线和地线分别通 过导线与压电晶片上边面和下表面上的导电镀层 相连接。 利用材料声速的不同， 能够有效的对声波 进行折射， 从而改变原本聚集状态的波束甚至改 变为平行状态， 从而提高探头的。
3、分辨率及检测范 围。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103983700 A CN 103983700 A 1/1 页 2 1. 一种用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头， 其特征在于 ： 包括外壳 (1)、 同轴电缆 (2)、 楔块、 阻尼块 (3)、 压电晶片 (4) 和声阻抗匹配层 (7) ； 所述的同轴电缆 (2) 镶嵌在外 壳 (1) 上， 所述的楔块安装在外壳 (1) 的下端部， 所述的楔块为两层贴合结构， 由上至下依 。
4、次为第一导声层(3)、 第二导声层(4)， 所述的第二导声层(4)上表面和下表面均为圆拱形， 所述的第一导声层 (3) 上表面为平面、 其下表面形状与第二导声层 (4) 上表面圆拱形相匹 配 ； 所述第一导声层 (3) 上由下至上依次贴合有声阻抗匹配层 (7)、 压电晶片 (6) 和阻尼块 (5)， 同轴电缆 (2) 的芯线和地线分别通过导线 (8) 与压电晶片 (6) 上边面和下表面上的导 电镀层相连接 ； 所述的第一导声层 (3) 为有机玻璃， 第二导声层 (4) 为聚砜。 2. 根据权利要求 1 所述的用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头， 其特征在于 ： 所述 的外壳 (1) 内填充有吸。
5、声材料 (9)。 3. 根据权利要求 1 所述的用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头， 其特征在于 ： 所述 的探头还具有匹配电感 (10)， 所述的匹配电感 (10) 与压电晶片 (6) 并联。 4. 根据权利要求 1 所述的用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头， 其特征在于 ： 所述 的第二导声层 (4) 底部圆拱形的曲率半径为 72mm。 权 利 要 求 书 CN 103983700 A 2 1/2 页 3 用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头 技术领域 0001 本发明涉及一种用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头。 背景技术 0002 对于建筑材料及金属管道来说， 长时间的在特殊环境或条件下使。
6、用后容易出现材 料内部的损伤。目前对于材料内部损伤检测时通过超声波来实现的， 较常见的是由超声波 探头和显示设备组成， 二者之间通过同轴电缆传递信号。 其中超声波探头的结构是 ： 主要由 外壳、 楔块和压电晶片组成， 楔块安装在外壳的下端部， 该楔块上端凸起的一侧斜面表面固 装压电晶片， 在压电晶片上套装有阻尼块， 压电晶片通过电缆与同轴电缆连接， 在外壳内剩 余的空间内填充吸声材料， 上述楔块为有机玻璃材料制成， 在实际使用时， 楔块的下端面为 平板式， 对具有较大表面积且较平坦的部件进行内部探伤时非常方便， 但对于表面积较小、 外缘曲率较高的管道来说， 上述带有平板式楔块结构的超声波探头就。
7、非常不方便了， 而且 由于二者接触不是很紧密， 检测的结果容易出现误差。现有技术中有楔块底部为圆拱形的 超声探头， 但是将楔块底部改为圆拱形后会出现超声波束呈聚集状态， 如图 1 所示， 这不利 于钢管损伤的探测。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是 ： 克服现有技术中超声波探头难以探测钢管损伤的不 足， 提供一种用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 一种用于钢管外壁探伤的接触式单 晶直探头， 包括外壳、 同轴电缆、 楔块、 阻尼块、 压电晶片和声阻抗匹配层 ； 所述的同轴电缆 镶嵌在外壳上， 所述的楔块安装在外壳的下端部， 所述。
8、的楔块为两层贴合结构， 由上至下依 次为第一导声层、 第二导声层， 所述的第二导声层上表面和下表面均为圆拱形， 所述的第一 导声层上表面为平面、 其下表面形状与第二导声层上表面圆拱形相匹配 ； 所述第一导声层 上由下至上依次贴合有声阻抗匹配层、 压电晶片和阻尼块， 同轴电缆的芯线和地线分别通 过导线与压电晶片上边面和下表面上的导电镀层相连接。 0005 本申请中将楔块设置为两层贴合结构， 利用材料声速的不同， 这样探头能够有效 的对声波进行折射， 从而改变圆拱形楔块底部发出的超声波的方向及范围， 改变原本聚集 状态的波束甚至改变为平行状态。 0006 进一步地， 所述的外壳内填充有吸声材料， 。
9、吸声材料能够吸收背部反射回来的超 声， 防止对检测造成干扰， 提高了探头分辨率。 0007 进一步地， 所述的探头还具有匹配电感， 所述的匹配电感与压电晶片并联， 以调整 超声波的波形， 提高灵敏度带宽。 0008 作为优选， 所述的第一导声层为有机玻璃和第二导声层为聚砜， 聚砜与有机玻璃 的声速不同能够有效的对声波进行折射。 0009 作为优选， 所述的第二导声层底部圆拱形的曲率半径为 72mm， 根据实际使用需要， 说 明 书 CN 103983700 A 3 2/2 页 4 来确定曲率半径， 使探头适用于不同管径的钢管。 0010 本发明的有益效果是， 本发明的利用材料声速的不同， 这样。
10、探头能够有效的对声 波进行折射， 从而改变圆拱形楔块底部发出的超声波的方向及范围， 改变原本聚集状态的 波束甚至改变为平行状态， 从而提高探头的分辨率及检测效果。 附图说明 0011 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0012 图 1 为现有技术中楔块底部为圆拱形的超声探头 ； 0013 图 2 是实施例 1 超声探头结构示意图 ； 0014 图 3 为实施例 2 超声探头结构示意图 ； 0015 图 4 为实施例 3 超声波探头结构示意图 ； 0016 图中 ： 1. 外壳， 2. 同轴电缆， 3. 第一导声层， 4. 第二导声层， 5. 阻尼块， 6. 压电晶 片， 7. 声阻抗匹。
11、配层， 8. 导线， 9. 吸声材料， 10. 匹配电感。 具体实施方式 0017 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图， 仅以 示意方式说明本发明的基本结构， 因此其仅显示与本发明有关的构成。 0018 实施例 1 0019 如图 2 所示， 一种用于钢管外壁探伤的接触式单晶直探头， 包括外壳 1、 同轴电缆 2、 楔块、 阻尼块 3、 压电晶片 4 和声阻抗匹配层 7 ； 所述的同轴电缆 2 镶嵌在外壳 1 上， 所述 的楔块安装在外壳 1 的下端部， 所述的楔块为两层贴合结构， 由上至下依次为第一导声层 3、 第二导声层 4， 所述的第二导声层 4 上表面和下。
12、表面均为圆拱形， 所述的第一导声层 3 上 表面为平面、 其下表面形状与第二导声层4上表面圆拱形相匹配 ； 所述第一导声层3上由下 至上依次贴合有声阻抗匹配层 7、 压电晶片 6 和阻尼块 5， 同轴电缆 2 的芯线和地线分别通 过导线 8 与压电晶片 6 上边面和下表面上的导电镀层相连接。 0020 所述的第一导声层3为有机玻璃， 第二导声层4为聚砜， 聚砜与有机玻璃的声速不 同， 能够有效的对声波进行折射。根据实际使用需要， 来确定曲率半径， 使探头适用于不同 管径的钢管， 所述的第二导声层 4 底部圆拱形的曲率半径为 72mm。 0021 本申请中将楔块设置为两层贴合结构， 利用材料声速。
13、的不同， 这样探头就能够有 效的对声波进行折射， 从而改变圆拱形楔块底部发出的超声波的方向及范围， 改变原本聚 集状态的波束甚至改变为平行状态。 0022 实施例 2 0023 如图3所示， 作为实施例1的进一步改进， 所述的外壳1内填充有吸声材料9， 吸声 材料 9 能够吸收背部反射回来的超声波， 防止对检测造成干扰， 提高了探头分辨率。 0024 实施例 3 0025 如图 4 所示， 作为实施例 1 的进一步改进， 所述的探头还具有匹配电感 10， 所述的 匹配电感 10 与压电晶片 6 并联， 以调整超声波的波形。 说 明 书 CN 103983700 A 4 1/3 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 103983700 A 5 2/3 页 6 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103983700 A 6 3/3 页 7 图 4 说 明 书 附 图 CN 103983700 A 7 。