專利名稱：定向超聲波探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲波探頭。
背景技術：
普通超聲波探頭可接收來自工件內很大角度區域內的不同方向的超聲信號。普通超聲波探頭的有機玻璃楔斜塊不能判定接收超聲信號的方向，如圖1所示。
發明內容本實用新型的目的是提供一種定向超聲波探頭，解決普通超聲波探頭不能實現定向接收超聲信號的技術問題。為了實現上述發明目的，本實用新型提供了如下的技術方案一種定向超聲波探頭，它包括外殼、外殼內填充的吸聲材料、外殼下端安裝的聲波準直器、在聲波準直器上端面安裝的壓電晶片、壓電晶片上、下表面連接的電纜線和在壓電晶片上套裝的阻尼塊；所述的聲波準直器結構是由透聲板表面覆蓋有吸聲材料構成的間隔排列格柵組成，透聲板兩側是鋸齒狀；所述聲波準直器的格柵與壓電晶片垂直，聲波準直器各個格柵所形成的橫切面大于壓電晶片的表面面積。本實用新型的優點如下1.可精確判定超聲信號方向，從而減小反射體定位誤差。2.用于粗晶材料(特別是奧氏體材料和鑄鋼件)超聲波檢測，與其他探頭相比可大幅提高信噪比。超聲波在粗晶材料中傳播，由于粗大晶粒對超聲波的反射及波形轉換作用，使得工件內產生大量噪聲信號，導致超聲波檢測的反射信號的信噪比低和傳播路徑的扭曲嚴重，缺陷檢測技術難度非常大。而定向超聲波探頭只接收來自特定方向(缺陷)的聲波，可減少其它方向的反射雜波，從而大幅提高信噪比。
圖1是普通的超聲波探頭結構示意圖。圖2是本實用新型的超聲波探頭結構示意圖。圖3是本實用新型的聲波準直器的主視剖面結構圖。圖4是圖3的沿A-A方向的剖面圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種聲波準直器替代普通超聲波探頭的有機玻璃楔斜塊，以得到定向超聲波探頭。圖1反映的是普通超聲波探頭，包括外殼4、吸聲材料1、壓電晶片6、阻尼塊3、電纜線5和有機玻璃楔斜塊2等。超聲波探頭置于工件7上，圖1中的箭頭是聲波8 的方向。如圖2所示。本實用新型的聲波準直器9結構是由透聲板12表面覆蓋有吸聲材料構成的間隔排列的格柵11組成，透聲板12兩側是鋸齒狀。所述聲波準直器的格柵11與壓電晶片垂直，聲波準直器各個格柵11所形成的橫切面大于壓電晶片的表面面積。本實用新型的其他結構同普通超聲波探頭。如圖3所示，表示了聲波準直器的工作原理，即與透聲板12平行方向傳播的聲波才能被壓電晶體(換能器)所接收，與透聲板12方向有夾角的絕大部分聲波將被透聲板12 兩側鋸齒狀邊沿反射回工件中，或被周圍的吸聲材料所吸收，不會進入到壓電晶體，這樣就保證了探頭對聲波的定向接收功能。在圖3中，中間一路的聲波被壓電晶體(換能器)所接收，兩側的兩路聲波與透聲板12方向有夾角的絕大部分聲波將被透聲板12兩側鋸齒狀邊沿反射回工件中，或被周圍的吸聲材料所吸收，不會進入到壓電晶體。聲波準直器的橫截面或稱橫切面的結構參見圖4。本實用新型的定向超聲波探頭適用于粗晶材料超聲波檢測。對于橫波寫探頭長16mm、寬14mm的壓電晶片，配以下尺寸的聲波準直器透聲板厚2mm，寬15mm，鋸齒高 0. 2mm,吸聲材料間隔1mm，為6層格柵結構。在制作聲波準直器時，要注意以下幾點1.聲波準直器與壓電晶片垂直。2.聲波準直器格柵橫切面大于壓電晶片。3.選擇高吸聲材料，從而盡可能的減少其它方向超聲波進入壓電晶體。壓電晶體材料的選擇與普通超聲波探頭一致。4.聲波準直器格柵尺寸，即透聲板、吸聲材料間隔的數量、尺寸可按探頭應用的技術要求加以選擇。本專利聲波準直器結構的尺寸和材質及應用范圍，不限于上述具體實施例的描述。
權利要求1. 一種定向超聲波探頭，其特征在于，它包括外殼、外殼內填充的吸聲材料、外殼下端安裝的聲波準直器、在聲波準直器上端面安裝的壓電晶片、壓電晶片上、下表面連接的電纜線和在壓電晶片上套裝的阻尼塊；所述的聲波準直器結構是由透聲板表面覆蓋有吸聲材料構成的間隔排列格柵組成，透聲板兩側是鋸齒狀；所述聲波準直器的格柵與壓電晶片垂直，聲波準直器各個格柵所形成的橫切面大于壓電晶片的表面面積。
專利摘要本實用新型公開了一種定向超聲波探頭，它包括外殼、外殼內填充的吸聲材料、外殼下端安裝的聲波準直器、在聲波準直器上端面安裝的壓電晶片、壓電晶片上、下表面連接的電纜線和在壓電晶片上套裝的阻尼塊；所述的聲波準直器結構是透聲板與吸聲材料間隔排列的格柵結構，透聲板兩側是鋸齒狀；所述聲波準直器的格柵與壓電晶片垂直，聲波準直器各個格柵所形成的橫切面大于壓電晶片的表面面積。本實用新型可以解決普通超聲波探頭無法實現定向接收超聲信號的技術問題。
文檔編號G01N29/24GK202141699SQ201120228389
公開日2012年2月8日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者張延豐, 張鷹, 朱曉鋼 申請人:上海藍濱石化設備有限責任公司, 蘭州藍亞石油化工裝備工程有限公司, 機械工業蘭州石油鉆采煉油化工設備質量檢測所有限公司, 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司