雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭的制作方法
【專利摘要】一種雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭，包括外殼及外殼內傾斜一定角度相向放置的壓電晶片，該壓電晶片之間設有隔聲層，壓電晶片上、下方的外殼內填充吸聲材料、透聲材料以及和壓電晶片連接的電纜，所述透聲材料形成的探傷接觸面為曲面結構。所述電纜引出端平行于探傷面。所述小尺寸超聲波探頭的外殼規格為長14-22mm×寬10-14mm×高12-18mm。本實用新型那個外殼尺寸小，有利于把探頭放置于小徑管內部并掃查檢測；曲面結構而非平面結構有利于探傷耦合，并且是面接觸，聲能損失少，雜波少，探傷靈敏度高；本實用新型可解決小徑管管板強度焊焊縫徑向缺陷超聲波檢測的技術問題。
【專利說明】雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種超聲波探頭。
【背景技術】
[0002]現有技術中對小徑管(例如:外徑76mm，壁厚9mm)和管板進行強度焊接后(焊接結構圖如圖1)，對焊縫進行超聲波檢測時。存在以下檢測難點:一、管外徑小，管子有一定壁厚，內徑更小，制約了超聲波探頭放置和掃查的空間；二、小徑管直徑小，曲率小，常規平面探頭放置后接觸嚴重不良，耦合不好，聲能損失大，雜波多，探傷靈敏度低；三、對焊縫檢測，檢測中間為管子，需要穿透管子壁厚進行檢測；四、焊接結構容易產生徑向缺陷。
[0003]本實用新型就是要制造一種能對小徑管和管板焊縫徑向缺陷進行超聲波檢測的超聲波探頭。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭，解決普通橫波超聲波斜探頭不易放置、探傷面接觸不良無法對小徑管進行超聲波檢測的技術問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供了如下的技術方案:
[0006]—種雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭，包括外殼及外殼內傾斜一定角度相向放置的壓電晶片，該壓電晶片之間設有隔聲層，壓電晶片上、下方的外殼內填充吸聲材料、透聲材料以及和壓電晶片連接的電纜，所述外殼規格為長14-22mmX寬10_14mmX高12_18mm且所述透聲材料形成的探傷接觸面為曲面結構。
[0007]所述電纜引出端平行于探傷面。
[0008]本實用新型的優點如下:
[0009]1.外殼尺寸小，有利于把探頭放置于小徑管內部并掃查檢測；
[0010]2.曲面結構而非平面結構有利于探傷耦合，并且是面接觸，聲能損失少，雜波少，探傷靈敏度聞;
[0011]3.電纜平行引出而非垂直引出同樣是考慮探頭探傷空間的要求，更利于探傷。
[0012]4.雙晶探頭，探傷靈敏度高。由于管子有一定壁厚，聲能有損耗，因此采用一發一收的兩塊晶片，并且雜波少，容易把探傷檢測范圍調整到被檢測焊縫。
[0013]5.橫波檢測，有利于發現徑向缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為小徑管和管板的焊接結構示意圖；
[0015]圖2是普通的超聲波雙晶探頭結構示意圖；
[0016]圖3是本實用新型的主視結構示意圖；
[0017]圖4是圖3的側面結構示意圖；
[0018]圖5是圖3中的A-A’向的剖視圖?！揪唧w實施方式】
[0019]本實用新型采用雙晶、曲面、橫波、小尺寸超聲波探頭。圖2反映的是普通的超聲波雙晶探頭，包括外殼3、壓電晶片4、壓電晶片8、透聲材料2、電纜線5、電纜線9、隔聲層
6、和吸聲材料7等；此類探頭探傷接觸面為平面，電纜線一般為垂直引出，并且探頭尺寸較大。
[0020]如圖3所不,一種雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭，包括外殼3及外殼內傾斜一定角度相向放置的第一、第二壓電晶片1、8及其上的阻尼材料，該第一、第二壓電晶片1、8之間設有隔聲層5,該第一、第二壓電晶片1、8上、下方的外殼3內填充吸聲材料6、透聲材料2以及和第一、第二壓電晶片1、8連接的第一、第二電纜4、7，所述透聲材料2形成的探傷接觸面為曲面結構，曲率同被檢測材料。圖2所示的常規平面探頭和圖1所示的管子管板焊接結構接觸，明顯接觸不良，這種凹面接觸耦合效果最差，聲能損失最多。而采用本實用新型的曲面結構接觸，探傷接觸面就是平面結構，耦合效果好，聲能損失小，探傷靈敏度高；采用雙晶探頭是考慮要穿過管子壁厚去探傷，一發一收結構更有利。
[0021]所述第一、第二電纜4、7引出端平行于探傷面，更有利于控制管內部的探傷空間，便于掃查和檢測。
[0022]為了使進入工件的聲波為橫波，所述第一、第二壓電晶片1、8傾斜放置的角度通過調整二維的斜面斜率形成，一般該斜面的斜度在45--~75--之間以產生橫波為宜，具體結構見圖3、圖5，這種通過控制第一、第二壓電晶片1、8角度使入射到工件中產生橫波，橫波傾斜一定角度入射被檢測工件，有利于發現焊縫的徑向缺陷。
[0023]小尺寸超聲波探頭的外殼規格為長14-22mmX寬10_14mmX高12-18mm，探頭尺寸小，同樣晶片也小，更利于提高對缺陷的定位、定量精度。
[0024]在制作本探頭時，要注意以下幾點: [0025]1.透聲材料由于是曲面結構，要采用比較耐磨的材料；
[0026]2.由于探傷區要穿過管壁，因此需要調整晶片角度使探傷區位于焊縫及熱影響區，當然也不用考慮表面盲區的問題了 ；
[0027]3.一定要控制探頭外觀尺寸，使其方便放置于管子內部并掃查。
[0028]4.由于是橫波檢測，調整晶片角度，不但要使聲束交叉于檢測區，還要使得聲束傾斜入射，在被檢測工件中產生橫波。
【權利要求】
1.一種雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭，包括外殼及外殼內傾斜一定角度相向放置的壓電晶片，該壓電晶片之間設有隔聲層，壓電晶片上、下方的外殼內填充吸聲材料、透聲材料以及和壓電晶片連接的電纜，其特征在于:所述外殼規格為長14-22mmx寬10_14mmX高12-18mm且所述透聲材料形成的探傷接觸面為曲面結構。
2.根據權利要求1所述的一種雙晶曲面橫波小尺寸超聲波探頭，其特征在于:所述電纜引出端平行于探傷面。
【文檔編號】G01N29/24GK203443933SQ201320512383
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】金彥楓, 張延豐, 張崢, 劉泉, 程旺福 申請人:上海藍濱石化設備有限責任公司, 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司