/或所述接收波導還包括擴展段;
[0031]所述擴展段的下截面從所述A截面開始向上擴展,經過二次彎折后一直延伸到其上截面D截面;所述擴展段的截面形狀與所述A截面相同,仍為規則的條塊;
[0032]所述擴展段還包括相互平行的斜面E斜面和斜面F斜面;在所述擴展段中聲波從所述D截面進入波導后射到所述E斜面上,經所述E斜面反射到所述F斜面上,經所述F斜面反射后,變成垂直向下進入所述A截面;并保證從所述D截面入射的全部聲波經過二次反射后,全部聲線剛好平移到所述B截面上,且從所述D截面到所述A截面之間所有的聲線行程相等。
[0033]所述E斜面和所述F斜面與G面的夾角b大于O度并小于60度。
[0034]本實用新型中所謂的矩形,可以包括正方形。
[0035]本實用新型所謂的所述M面和/或所述N面上沿寬向往兩側設置各種形狀的擴展部分,是指可以在所述M面和/或所述N面兩側設置各種擴展部分,包括但不限于散熱片等。
[0036]本實用新型是基于已有波導裝置的不利因素而實用新型的,圖3為符合本實用新型所述的實例之一。實際采用一種弧面聚聲波導裝置,分左右二部分。A截面和B截面之間是一個截面形狀為矩形的規則條塊,其間所有截面形狀均與A、B截面相同。截面的大小與換能器的圓面大小適配,為了使波導入射面與換能器圓面接觸面積最大化,也可以做成與換能器圓面內接的正方形截面。采用的超聲波為偏振橫波,振動方向為主視圖中垂直于紙面振動,也就是振動方向平行于H面和G面。但不能采用把換能器圓面全覆蓋的圓柱形截面,如果采用最大的Φ 18圓柱狀波導,則超聲波會發生頻散和扭曲。
[0037]超聲波從A截面進入波導后垂直向下傳導,除臨近G面Imm區域的聲線外,其它聲線全射在H面上,經H面一次反射到C截面上。臨近G面Imm區域的聲線則不經過反射,直接射到C截面上。H面是個弧面,從B截面開始向G面彎曲,直到C截面時彎曲到G面的距離為Imm時停止。C截面的外形尺寸為lX15(mm),C截面的厚度最小,保證C截面在適當的壓力下能與被測管道有效接觸。H面的詳細彎曲弧度經過聲線追蹤得到,保證從上邊垂直方向射到H面上的超聲波均一次反射到C截面上。
[0038]根據矩形截面B的厚邊大小,決定B截面到C截面之間的距離,使B、C二面之間的距離越大,使二面間所有聲波的行程越近似相等,行程差盡量小,使用于接收的所述換能器接收到的超聲信號能被有效的識讀。在此基礎上,根據信號的強度及現場高溫環境的允許程度調整A、B截面間的距離,不但使從被測物熱源傳到A截面的熱量適合換能器長期有效工作,也考慮適合現場安裝。
[0039]由發射波導和接收波導組成雙弧面聚聲波導,二個波導之間的跨度a不能為零,其適合距離可根據被測樣塊的厚度調整,保證被測樣塊一直減薄到允許的最小壁范圍內,用于接收的所述換能器均能接收到最適合的反射信號。
[0040]為了適配波導與儀器間的安裝,在圖3所示弧面聚聲波導的基礎上,還可以擴展到如圖4所示的波導形狀。波導從A截面開始向上擴展,擴展段截面形狀仍為規則的條塊,其截面形狀與A截面相同,經過二次彎折后一直到D截面,聲波從入射面D截面進入波導后射到斜面E斜面上,經E斜面反射到F斜面上,經F斜面反射后,變成垂直向下進入A截面。至此,從D面入射的全部聲波經過二次反射后,剛好沒有損失的全部反射到A截面上,且從D截面到A截面之間所有的聲線行程相等。聲波過A截面后的情況與上述的弧面波導一致。
[0041]在滿足以上所述弧面聚聲波導原理基礎上,接收波導和發射波導在保持形狀相似的基礎上,具體尺寸可以完全相同對稱,也可以不同,而是根據安裝的實際要求做相應調整。如:為了減少熱量傳導,可以減小A、B截面的厚度和增加整體長;為了適配換能器的安裝空間,可以使兩個波導高度不同,使換能器安裝時錯開位置等。從發射波導的C截面射出的所有角度的聲波,都可以按對稱角度進入接收波導的C截面,并按原路線返回,一直到進入用于接收的換能器。
[0042]以上,本實用新型保證在使偏振橫波超聲波保真的情況下,最大限度的用于接收的所述換能器發出的能量,并盡可能的減小由反射、折射、超聲波散失等造成的能量損失。
[0043]采用的技術方案是:
[0044]如圖3所示,采用一個截面形狀為矩形的金屬波導條塊,波導條塊從B截面開始向G面彎曲,所有的彎曲面統稱為H面,一直到C截面時H面與G面之間的距離為Imm時停止。H面的詳細曲面弧度由聲線追蹤所得,保證從B截面垂直向下的所有聲波在射到H面上,按聲波的幾何定律反射后,均一次性反射到截面尺寸為lX15(mm)的截面C上。無論H面怎樣彎曲,其始終垂直于M面和N面。
[0045]由換能器發出的超聲波為偏振橫波,振動方向為主視圖中垂直于紙面方向振動,也就是振動方向平行于H面和G面。矩形截面A的大小尺寸與換能器的圓面適配,為了使波導入射面與換能器圓面接觸面積最大化,也可以做成與換能器圓面內接的正方形截面。但不能采用把換能器圓面全覆蓋的圓柱形截面,如果采用最大的Φ 18圓柱狀波導,則超聲波會發生頻散和扭曲。
[0046]從B截面垂直向下傳導的超聲波,除靠近G面Imm內的聲線不經過第三次反射,直接射到截面C上之外,其余超聲波均垂直向下射到弧面H上,H面的具體弧度由聲線追蹤所得,保證從B截面垂直向下射到H面上的所有聲波均經過H面一次反射到截面C上。
[0047]在滿足以上反射要求的基礎上,A截面至B截面之間的距離和B截面至C截面之間的距離,可根據信號的強度及現場高溫環境的允許程度調整,不但使從被測物熱源傳到A截面的熱量適合換能器長期有效工作,也考慮適合現場安裝。B截面到C截面之間的垂直距離與B截面的厚度邊長和C截面的厚度邊長之差的比值越大,各聲線之間的行程差越小,測量效果越優。
[0048]以上所述為發射波導,在滿足以上所述弧面波導原理的基礎上,接收波導和發射波導在保持形狀相似的基礎上,具體尺寸可以完全相同對稱,也可以不同,根據安裝的實際要求做相應調整,A、B截面厚度方向也可以適當減小。從發射波導C截面射出的所有角度的聲波,都可以按對稱角度進入接收波導的C截面,并按原路線返回,一直到進入用于接收的換能器。
[0049 ]由發射波導和接收波導組成成對波導,二個波導之間的跨度a不能為零,其適合距離可根據被測樣塊的厚度調整,保證被測樣塊一直減薄到允許的最小壁厚范圍內,用于接收的換能器均能接收到最適合的反射信號。發射超聲波經C截面進入被測物體,在被測物體內壁被反射,內部由于腐蝕等原因造成的非理想平面會造成反射聲波的分散,本結構會形成一個接收寬角,使從垂直反射至帶一定角度反射聲線均能同步到達用于接收的所述換能器,這也是本實用新型的優勢之一。
[0050]超聲波測厚領域中一種弧面聚聲波導裝置,在保證超聲波不發生頻散及保真的情況下,其與換能器圓面接觸面為寬面,能最大限度地用于接收的所述換能器的能量,并在傳導過程中,通過弧面聚焦方式,把接收的能量全部傳導到一個細長的矩形窄面上,不但使接收的超聲波能量沒有散失,而且整個超聲波傳導行程中最多只經過一次反射,有效地減少了能量衰減,也減少了使超聲波發生頻散或失真的誘發因素,還適合與管道等彎曲測量面連接。寬截面波導接收的超聲波能量大、不適合與被測曲面接觸;窄面波導接收的超聲波能量小,但適合與被測曲面連接;本實用新型實現了在接收能量不損失的情況下,把超聲波從寬面傳導到窄面,再從窄面傳回到寬面,解決了超聲測厚領域的一個實用問題。
[0051]在超聲波測厚領域中一種弧面聚聲波導裝置,其特征在于:一種弧面的波導條塊,其粗端與超聲波換能器連接,其細端與被測物連接,從粗端寬面接收到的超聲波,經過弧面僅一次反射,均聚集到細端窄面上,從細端窄面射入被測物體。由另一波導的細端窄面接收到的寬入射角度的超聲波,經弧面的一次反射,均射到粗端寬面上,被接收超聲波換能器接收。
[0052]所述的弧面聚聲波導裝置,波導的主體形狀是截面形狀為矩形的規則金屬條塊,從B截面開始,H面開始向G面彎曲,到截面C時停止,且無論H面怎樣彎曲,其始終垂直于M面和N面。整個波導從上到下的水平截面中C截面最小,C截面的厚度邊長根據波導的硬度、被測物的硬度、被測物彎曲度及安裝卡具的壓緊力等適配,適合在壓緊及允許微小變形的情況下,C截面與被測物面間充分接觸。
[0053]所述的弧面聚聲波導裝置,A截面與B截面之間部分是一個規則形狀的矩形條塊,A截面與B截面平行且外形尺寸完全相等,A截面與B截面之間所有平行A截面的截