專利名稱：一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及超聲波檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢 測專用換能器。
(二)
背景技術(shù)：
球墨鑄鐵具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨性能好、易成型、造價低的特點，而常被 用來制造汽車發(fā)動機(jī)的曲軸。由于球墨鑄鐵在冶煉過程中，在球化劑處理工藝 技術(shù)上的差別，鐵水溫度不同，幾何形狀影響到鐵水冷卻系統(tǒng)的不同，在球墨 鑄鐵曲軸內(nèi)部會產(chǎn)生如疏松、氣孔、縮松、縮孔、夾雜物等各種缺陷，這些缺 陷會使在行駛汽車中的曲軸斷裂，造成重大的人員傷亡事故。目前對于球墨鑄 鐵曲軸的檢測最為有效的是超聲波檢測法，但是由于球墨鑄鐵曲軸自身構(gòu)造特 點造成超聲波檢測曲軸的表面耦合問題以及檢測時超聲束在曲軸軸頸面上的能 量發(fā)散問題。另外經(jīng)實際的試車試驗，在離各種曲軸的主軸頸與連桿軸頸過度
區(qū)圓弧表面6mm以內(nèi)的缺陷，在運行中極易引起曲軸的斷裂，所以必須把曲軸 圓弧部位離表面6mm以內(nèi)的缺陷全部檢測出來，但是因為6ram范圍是在超聲縱 波的近場區(qū)范圍內(nèi)，超聲波壓P在近場區(qū)范圍內(nèi)有多個極大值和極小值，曲軸 的缺陷在近場區(qū)范圍內(nèi)，不但定量不準(zhǔn)確，而且容易漏檢， 一旦漏檢，則等于 埋下曲軸斷裂的隱患。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實用新型提供了一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能 器，其能把超聲縱波的近場區(qū)移到超聲換能器內(nèi)部，使超聲束一進(jìn)入被檢測曲 軸表面就在遠(yuǎn)場區(qū)范圍內(nèi)，使離曲軸圓弧部位6mm范圍內(nèi)缺陷能以很高的靈敏 度檢測出來，從而解決了曲軸圓弧部位6mm以內(nèi)缺陷的檢測問題。
其技術(shù)方案是這樣的其包括金屬外殼、接線柱、壓電晶片、吸聲材料、 延遲塊，其特征在于所述延遲塊包括對稱布置的左延遲塊、右延遲塊，所述 壓電晶片分別裝于所述左延遲塊、右延遲塊的頂部，在所述對稱布置的左延遲塊、右延遲塊之間設(shè)置有隔聲層，所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間 留有間距。
其進(jìn)一步特征在于所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間的間距相 等；所述距離為1毫米至5毫米之間；所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊 高度相同；所述吸聲材料成份主要環(huán)氧樹脂和鎢粉；所述壓電晶片包括左壓電 晶片、右壓電晶片，所述左壓電晶片、右壓電晶片入射超聲束射向延遲塊靠近 隔聲層一側(cè)的點產(chǎn)生折射管束的交點距離探頭表面的垂直距離h在0. 1毫米至1 毫米之間；所述隔聲層的厚度為2毫米到2. 5毫米。
本實用新型的有益效果是換能器內(nèi)設(shè)置了左右兩個延遲塊，延長了聲程， 把壓電晶片的近場區(qū)長度設(shè)計在延遲塊內(nèi)部，使超聲束一接到被檢測的連桿上， 就在遠(yuǎn)場區(qū)范圍內(nèi)，消除了在近聲區(qū)內(nèi)超聲束產(chǎn)生的多個極大值和極小值，減 少對缺陷定量上的誤差，而隔聲層吸收換能器內(nèi)兩晶片之間產(chǎn)生的干擾波，從 而提高了連桿內(nèi)各種缺陷定量準(zhǔn)確性。

圖1為本實用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實施方式
見圖1，本實用新型包括金屬外殼9、接線柱2a、 2b、左壓電晶片5a、右 壓電晶片5b、吸聲材料3、對稱布置的左延遲塊6a、右延遲塊6b，左壓電晶片 5a、右壓電晶片5b分別安裝于對稱布置的左延遲塊6a、右延遲塊6b的頂部， 左延遲塊6a、右延遲塊6b之間設(shè)置有隔聲層1，隔聲層1的厚度為2毫米到2. 5 毫米，隔聲層1與左延遲塊6a、右延遲塊6b之間的間距相等，間距在1毫米至 5毫米之間；隔聲層1與左延遲塊6a、右延遲塊6b高度相同；吸聲材料3成份 主要為環(huán)氧樹脂和鎢粉；左壓電晶片5a、右壓電晶片5b入射超聲束射向延遲塊 靠近隔聲層一側(cè)的點(即圖中a點、b點)產(chǎn)生折射管束的交點距離探頭表面的垂 直距離h在0. 1毫米至1毫米之間。
在對球墨鑄鐵曲軸進(jìn)行超聲檢測時，用高頻電纜將超聲檢測測試儀與換能 器連接，在接通電源后，超聲波檢測儀中同步電路中的L一C電路產(chǎn)生高頻電振 動，通過高頻電纜線輸入到換能器正負(fù)兩塊壓電晶片5a、 5b上，使壓電晶片5a、5b產(chǎn)生同頻率的縱向伸長、橫向縮短形變，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而產(chǎn)生一
個同頻的高頻機(jī)械振動，延遲塊6a、 6b借助于耦合劑，把高頻超聲振動傳入被 檢工件內(nèi)部傳播的過程中，形成超聲波。換能器內(nèi)的吸聲材料吸收反面超聲波， 而隔聲層1吸收壓電晶片5 a、 5b之間產(chǎn)生的干擾波。當(dāng)在工件中遇到缺陷或底 面，超聲振動又被反射回來，經(jīng)壓電晶片5a、 5b后，由于壓電晶片的可逆壓電 效應(yīng)，把接收到工件中缺陷的機(jī)械振動信號轉(zhuǎn)化為同頻率的電信號，通過4a、 4b和2a、 2b和高頻電纜線傳入超聲波檢測儀器內(nèi)，電信號經(jīng)過多級放大，以脈 沖波的形式出現(xiàn)在超聲波檢測儀的熒光屏上，即可被檢測人員觀察到缺陷在工 件中的位置和大小，從而完成了超聲波對連桿的檢測任務(wù)。
權(quán)利要求1、一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器，其包括金屬外殼、接線柱、壓電晶片、吸聲材料、、延遲塊，其特征在于所述延遲塊包括對稱布置的左延遲塊、右延遲塊，所述壓電晶片分別裝于所述左延遲塊、右延遲塊的頂部，在所述對稱布置的左延遲塊、右延遲塊之間設(shè)置有隔聲層，所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間留有間距。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器，其特征 在于所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間的間距相等。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器，其特征 在于所述距離為1毫米至5毫米之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器，其特征 在于所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊高度相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器，其特征 在于所述壓電晶片包括左壓電晶片、右壓電晶片，所述左壓電晶片、右壓電 晶片入射超聲束射向延遲塊靠近隔聲層一側(cè)的點產(chǎn)生折射管束的交點距離探頭 表面的垂直距離h在0. 1毫米至1毫米之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器，其特征 在于所述隔聲層的厚度為2毫米到2.5毫米。
專利摘要本實用新型為一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測專用換能器。其能把超聲縱波的近場區(qū)移到超聲換能器內(nèi)部，使超聲束一進(jìn)入被檢測曲軸表面就在遠(yuǎn)場區(qū)范圍內(nèi)，使離曲軸R部位6mm范圍內(nèi)缺陷能以很高的靈敏度檢測出來，從而解決了曲軸R部位6mm以內(nèi)缺陷的檢測問題。其包括金屬外殼、接線柱、壓電晶片、吸聲材料、延遲塊，其特征在于所述延遲塊包括對稱布置的左延遲塊、右延遲塊，所述壓電晶片分別裝于所述左延遲塊、右延遲塊的頂部，在所述對稱布置的左延遲塊、右延遲塊之間設(shè)置有隔聲層，所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間留有間距。
文檔編號G01N29/24GK201242539SQ20082003514
公開日2009年5月20日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者孫岳宗, 繆慶芝, 繆洪生 申請人:孫岳宗