[發明專利]基于超聲檢測儀水浸探頭噴水耦合裝置的設計方法

有效

• 申請號: 201210174220.7
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102680585A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 徐志農;趙逸棟;林嘉穎;劉禹廷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N29/28
• 分類號: G01N29/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?基于超聲檢測儀水浸探頭噴水耦合裝置的設計方法，其特征在于如下步驟：

步驟(1).測量超聲探頭的基本參數，包括探頭前端、中端、后端直徑與長度、發射超聲波的頻率；

步驟(2).根據超聲探頭的基本參數，確定入水導管、固定蓋、混水腔殼、導流環、混水腔蓋、超聲探頭、過渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的參數；

步驟(3).確定入水導管、固定蓋、混水腔殼、導流環、混水腔蓋、超聲探頭、過渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的連接以及配合方式，使用solidworks軟件建立噴頭的三維模型并且導出設計圖紙。

2.根據權利要求1所述的一種基于超聲檢測儀水浸探頭的噴水耦合裝置的設計方法，其特征在于超聲探頭的基本參數的測量步驟如下：

2-1.通過游標卡尺測量獲得前端直徑???????????????????????????????????????????????、前端長度、中端直徑、中端長度、后端直徑、超聲波發射面直徑；通過查詢得到超聲探頭的超聲波發射頻率M。

3.根據權利要求1所述的一種基于超聲檢測儀水浸探頭的噴水耦合裝置的設計方法，其特征在于入水導管、固定蓋、混水腔殼、導流環、混水腔蓋、超聲探頭、過渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的參數計算如下：

3-1.?第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的內徑均為，且與超聲探頭前端的超聲波發射面直徑相等，即=?；

第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的長度分別為，計算如下：

由超聲探頭數據測得：發射頻率為M、晶片直徑為、水中焦距值為;設聲束在聲透鏡、耦合介質、工件中都按直線傳播，為有機玻璃聲速；為耦合介質的聲速，其中耦合介質為水，則水中焦距值計算如下：

晶片曲率半徑計算如下：

設工件中聲波速度為，檢測工件的探測深度為，則第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的總長度近似公式如下：

3-2.根據截面不變的原則，過渡管道內壁直徑計算如下：

3-3.入水導管出水端設置有環形凸起，出水端貫穿固定蓋上圓形通孔后，與混水腔殼上的圓形通孔螺紋連接，設入水導管的數目為N，則入水導管內徑計算如下：

入水導管外徑；

3-4.混水腔殼和固定蓋均設置有N個圓形通孔、一個軸心通孔；其中固定蓋上的軸心通孔設置有橡皮防水圈，其直徑=，混水腔殼上的軸心通孔直徑=；超聲探頭前端穿過混水腔殼上的軸心通孔，后端穿過固定蓋上的軸心通孔，中端卡在固定蓋和混水腔殼之間；混水腔殼和固定蓋的N個圓心通孔都沿周向平均分布，且直徑大小相同，其中混水腔殼上的圓心通孔設置有內螺紋，與入水導管前端螺紋連接；

3-5.?混水腔蓋軸心設置有軸心通孔，軸心通孔設置有內螺紋，與過渡管道螺紋連接；混水腔蓋外邊緣設置有外螺紋，且與混水腔殼螺紋連接；

3-6.導流環外徑，內徑；導流環內徑中間徑向均勻分布有四個凸起，對稱凸起之間的距離。

4.根據權利要求1所述的一種基于超聲檢測儀水浸探頭的噴水耦合裝置的設計方法，其特征在于入水導管、固定蓋、混水腔殼、導流環、混水腔蓋、超聲探頭、過渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的連接及配合方式如下：

入水導管穿過固定蓋上的圓心通孔混水腔殼螺紋連接；超聲探頭前端穿過混水腔殼上的軸心通孔，后端穿過固定蓋上的軸心通孔，中端卡在固定蓋和混水腔殼之間；混水腔殼的前端與過渡管道后端螺紋連接；過渡管道中端設置有導流環，過渡管道前端與第一管道的一端螺紋連接，第一管道的另一端與第二管道的一端螺紋連接，第二管道的另一端與第三管道的一端螺紋連接，第三管道的另一端與第四管道的一端螺紋連接，第四管道的另一端出水。

5.根據權利要求1所述的一種基于超聲檢測儀水浸探頭的噴水耦合裝置的設計方法，其特征在于噴頭三維模型的建立、設計圖紙的導出具體如下：

將設計好的的參數輸入到使用SolidWorks軟件，自動生成噴頭的三維模型，然后將三維模型轉換為二維零件圖及裝配圖后導出；

所述的設計好的的參數包括超聲探頭的前端直徑，前端長度，中端直徑，中端長度，后端直徑，超聲波發射面直徑，超聲波發射頻率M，過渡管道內壁直徑，入水導管內徑，入水導管外徑，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的內徑，混水腔殼軸心通孔直徑，固定蓋圓形通孔直徑，導流環外徑、內徑，導流環對稱凸起之間的距離，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的長度，水中焦距值為，有機玻璃聲速，耦合介質的聲速，工件中聲波速度，晶片曲率半徑，探測深度為，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道總長度，入水導管的數目N。