[發明專利]超聲波檢測探頭及其制作方法和工裝機械裝置

有效

• 申請號: 201310097677.7
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN103185747A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 蔡慶生;林學武;紀軒榮
• 申請（專利權）人: 廣州多浦樂電子科技有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

技術領域

本發明涉及超聲波無損檢測技術領域，尤其涉及一種超聲波檢測探頭及其制作方法和工裝機械裝置。

背景技術

當飛機飛行一段時間后，某些關鍵零部件會出現老化、疲勞磨損，裂縫等問題，嚴重影響著飛機的使用壽命和安全性。特別是發動機葉片，其根部表面容易出現裂紋，由此極易產生機毀人亡的飛行事故。所以，飛機飛行達到一定時間后，必須對相關關鍵部件進行檢測，以便及時更換或修復，以保障其行駛的安全。

目前在醫學、軍事、工業、農業上廣泛應用的常規標準超聲波檢測探頭，在大部分檢測環境下都能解決基本的檢測問題，但是因為飛機發動機的特殊性，特別是用于國防的戰機，拆機檢測基本不可行，所以在一些航空，核電行業的特殊檢測場合，就更需要一些特殊定制的探頭在這些特殊檢測場合來實現在役、在位檢測，以解決由于環境或者被檢工件特殊性帶來的檢測難題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種超聲波檢測探頭及其制作方法和工裝機械裝置，通過該工裝機械裝置，超聲波檢測探頭能進入非常小的空間并繞過其它部件后貼合于工件表面進行檢測，從而能夠在特殊場合的小盲區高分辨率葉片根部實現在役、在位檢測。

本發明的目的通過以下的技術方案來實現：

本發明提供一種超聲波檢測探頭，包括壓電復合晶片、聲學匹配層、契塊，所述壓電復合晶片，用于發生超聲波；所述契塊，用于使聲波在被檢測工件中產生橫波角度；所述聲學匹配層，設置在所述壓電復合晶片與所述契塊之間，用于提高探頭靈敏度；所述超聲波檢測探頭還包括：

吸聲部件，用于灌注在所述壓電復合晶片背面和契塊的四周。

更進一步地，其中所述吸聲部件包括環氧樹脂和金屬無機吸聲材料粉末。

更進一步地，其中，所述超聲波檢測探頭還包括：

外殼，用于容納所述壓電晶片、聲學匹配層、契塊、吸聲部件的殼體。

更進一步地，其中所述超聲波檢測探頭還包括：耦合液傳輸管，用于傳輸耦合液體到被檢測工件表面；

或者，

所述超聲波檢測探頭還包括：耦合液傳輸管，用于傳輸耦合液體到被檢測工件表面；所述耦合液傳輸管設置在所述外殼內。

更進一步地，其中，所述壓電晶片包括：

壓電陶瓷基材；

用于填充在所述壓電陶瓷基材周圍的聚合物。

更進一步地，其中，所述壓電晶片中的壓電陶瓷基材的連通方式為1，所述聚合物的連通方式為3。

更進一步地，其中，所述契塊包括：

加工角度為25°至40°的貼片面；

角度為9°至21°的吸聲陷阱；

夾角為90°至170°的端面。

本發明還提供一種超聲波檢測探頭的制作方法，所述超聲波檢測探頭的制作方法包括：

制備壓電復合晶片；

測試壓電復合晶片的聲阻抗，契塊的聲阻抗，并根據所述聲阻抗計算出聲學匹配層的聲阻抗；并根據換能器的主頻信號在該聲學匹配層中的縱波波長確定聲學匹配層的厚度；根據所述聲學匹配層的聲阻抗和厚度制備聲學匹配層；

將壓電復合晶片、聲學匹配層與契塊進行粘貼并固化形成探頭芯部；

在所述在所述壓電復合晶片背面和契塊的四周灌注吸聲材料，固化形成探頭。

更進一步地，其中所述超聲波檢測探頭的制作方法還包括：

將固化后的探頭與耦合液傳輸管裝入外殼。

本發明還提供一種工裝機械裝置，其中，所述工裝機械裝置包括：

多節套管，所述套管的二端截面具有三維夾角面或弧面；

連接所述套管的鋼絲；

容納在所述套管內的電纜線和線管。

與現有技術相比，本發明的一個或多個實施例可以具有如下優點：

本發明提供的超聲波檢測探頭通過吸聲部件，能夠吸收壓電復合晶片背部和契塊四周發散的噪聲，該吸聲部件采用環氧樹脂混合無機粉末的復合吸聲材料制作，固體特性聲阻抗與契塊接近，能更好的吸收界面反射波，從而達到在特殊場合的小盲區高分辨率葉片根部實現在役、在位檢測的目的。

本發明提供的工裝機械裝置，由于多節套管具有三維夾角面或弧面截面，這樣相鄰套管之間耦合會產生一定角度，從而能夠在旋轉葉片不拆機的情況下，使超聲波檢測探頭從飛機發動機微小的進氣孔穿過并繞過其余零部件后精準到達葉根檢測位，從而能夠在特殊場合的小盲區高分辨率葉片根部實現在役、在位檢測。