專利名稱：一種小口徑管線超聲檢測探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種超聲波檢測探頭，特別是一種小口徑管線超聲檢測探頭。
背景技術：
目前隨著橇裝增壓集成裝置設備在油田上不斷推廣，在進行工藝管線的安裝的過程中，要求對焊縫進行X射線檢測，但部分焊縫因結構的原因，無法進行射線檢測，為了確保質量，需要進行超聲波檢測。超聲波檢測對大管徑厚壁管和平板探傷無多大區別，相對比較容易。由于集成裝置管線規格為Φ89Χ5 mm，存在管徑小、管壁薄、曲率較大等問題，進行超聲波探傷有很大的困難，因受到接觸面的幾何散射的影響，探頭邊緣聲束散射的影響，幾何反射波的影響， 造成雜波太多和缺陷波就難以區別，缺陷難以定位，易造成缺陷漏檢，無法完成超聲檢測的目的。為解決以上問題，通過提高探頭的頻率和適當增大晶片尺寸，修磨探頭接觸面，優化選用探頭角度等辦法，研制出實用新型的集成裝置管線超聲檢測專用探頭，解決了存在的難點，確保了集成裝置的質量。
發明內容本實用新型的目的是提供一種小口徑管線超聲檢測探頭，實現對集成裝置小口徑管線焊接工藝的超聲波檢測。本實用新型的技術方案是一種小口徑管線超聲檢測探頭，它包括探頭主體、接頭、壓電晶片和線聚焦透鏡，其特征是探頭主體是呈長方體結構的楔塊，探頭主體下端面是弧度為Φ70-Φ89 mm的圓弧面，探頭主體后端面與接頭固定連接；探頭主體內部固定有壓電晶片和線聚焦透鏡，壓電晶片與探頭主體前端面相距4mm至5mm，壓電晶片與水平方向的折射角度為68°至72° ；線聚焦透鏡與壓電晶片聲匹配耦合。所述的壓電晶片與水平方向折射角度最佳值為70°，k=2.75。所述的壓電晶片尺寸為6X6mm，壓電晶片距探頭主體前端面5mm。所述的探頭頻率選用5MHZ。本實用新型的特點是1、具有符合管線口徑的接觸面，適合對小口徑管線的檢測； 2、較高的探頭頻率和較大的壓電晶片尺寸，克服了管徑小、管壁薄、曲率較大等問題；3、優化選用探頭角度和采用線聚焦技術，解決了雜波太多和缺陷波難以區別，缺陷難以定位，造成缺陷漏檢的問題。
下面將結合實施例對本實用新型作進一步的說明圖1是一種小口徑管線超聲檢測探頭的主視圖；圖2是一種小口徑管線超聲檢測探頭的左視圖。[0014]圖中1、探頭主體；2、接頭；3、壓電晶片；4，線聚焦透鏡；5、探頭主體下端面；6、 探頭主體前端面。
具體實施方式
實施例1 如圖1、2所示，一種小口徑管線超聲檢測探頭，它包括探頭主體1、接頭 2、壓電晶片3和線聚焦透鏡4，其特征是探頭主體1是呈長方體結構楔塊，探頭主體下端面5是弧度為Φ 70 mm的圓弧面，探頭主體后端面與接頭2固定連接；探頭主體1內部固定有壓電晶片3和線聚焦透鏡4，壓電晶片3與探頭主體前端面6相距4mm，壓電晶片3與水平方向折射角度為68° ；線聚焦透鏡4與壓電晶片3聲匹配耦合。長方體結構的探頭主體1，其下端面是Φ70 mm的圓弧面，探頭主體下端面5與 Φ 70 mm小口徑管線相吻合。探頭主體后端面與接頭2固定連接，接頭2連入調試好的超聲機。探頭主體1內部固定有壓電晶片3和線聚焦透鏡4。壓電晶片3與探頭主體前端面6距離為4mm，壓電晶片3與水平方向折射角68°， 線聚焦透鏡4與壓電晶片3聲匹配耦合。壓電晶片3的尺寸為5X5mm，探頭頻率選擇 4. 9MHZ。使用時，探頭與被檢測管線接觸，利用超聲機，將一次波、二次波和三次波標記在超聲機熒光屏上，確定缺陷存在的觀察區，并對標記進行分析、識別。實施例2 如圖1、2所示，本實施例與實施例1的結構基本相同，不同的是探頭主體下端面5是弧度為Φ80的圓弧面，增大了壓電晶片3的尺寸和折射角度，使用7X7mm的壓電晶片3，壓電晶片3與水平方向折射角度為72°，壓電晶片3與探頭主體前端面6相距 4. 5mm,同時還將探頭的頻率增加至5. IMHZ。當選擇較大的折射角度和晶片尺寸時，對管線的超聲檢測時帶來的問題有所改觀，但還不能達到理論上的最佳效果。實施例3 如圖1、2所示，本實施例與實施例1結構基本相同，不同的是探頭主體下端面5是弧度為Φ89的圓弧面，壓電晶片3與水平方向折射角度為70°，k=2.75，折射角度采用70°，有最佳效果；壓電晶片3尺寸為6X6mm，壓電晶片3與探頭主體前端面6相距5mm ；探頭頻率選擇5MHZ。選用70°的折射角和6X6mm的尺寸在實際應用中，可以達到最佳的測試效果。使用時，先做好檢測準備，將該探頭與被檢測管線接觸，并按標準要求調試好超聲機，在調整儀器時利用遠場區進行定位，改變了以前用一次波定位的方法，克服了幾何反射信號的影響，缺陷波就易于判定。然后確定觀察區，由于管焊縫壁厚較薄，用水平定位，在探傷時，首先要分清一次波，二次波及三次波出現的區域，用標記點標注在儀器熒光屏上。把熒光屏上經常出現的幾何反射信號的區域稱之為非觀察區，而把缺陷信號經常出現的區域稱之為觀察區。最后對經常出現的缺陷反射信號進行識別，如根部未焊透經常出現在一次波前附近區域。
權利要求1.一種小口徑管線超聲檢測探頭，它包括探頭主體、接頭、壓電晶片和線聚焦透鏡，其特征是探頭主體是呈長方體結構的楔塊，探頭主體下端面是弧度為Φ70-Φ89 mm的圓弧面，探頭主體后端面與接頭固定連接；探頭主體內部固定有壓電晶片和線聚焦透鏡，壓電晶片與探頭主體前端面相距4mm至5mm，壓電晶片與水平方向的折射角度為68°至72° ；線聚焦透鏡與壓電晶片聲匹配耦合。
2.根據權利要求1中所述的一種小口徑管線超聲檢測探頭，其特征是所述的壓電晶片與水平方向折射角度最佳值為70°，k=2.75。
3.根據權利要求1中所述的一種小口徑管線超聲檢測探頭，其特征是所述的壓電晶片尺寸為6X6mm，壓電晶片距探頭主體前端面5mm。
4.根據權利要求1中所述的一種小口徑管線超聲檢測探頭，其特征是所述的探頭頻率選用5MHZ。
專利摘要本實用新型屬于一種超聲波檢測探頭，特別是一種小口徑管線超聲檢測探頭，它包括探頭主體、接頭、壓電晶片和線聚焦透鏡，其特征是探頭主體是呈長方體結構的楔塊，探頭主體下端面是弧度為φ70-φ89mm的圓弧面，探頭主體后端面與接頭固定連接；探頭主體內部固定有壓電晶片和線聚焦透鏡，壓電晶片與探頭主體前端面相距4mm至5mm，壓電晶片與水平方向的折射角度為68°至72°。該口徑管線超聲檢測探頭采用較高的探頭頻率和較大的壓電晶片尺寸，同時優化選用探頭角度和采用線聚焦技術，實現了對小口徑管線的超聲波檢測。
文檔編號G01N29/24GK202013338SQ201120070920
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月17日 優先權日2011年3月17日
發明者呂偉, 徐東, 梁謙言 申請人:西安長慶科技工程有限責任公司