[實用新型]雙晶曲面縱波小尺寸超聲波探頭

有效

• 申請號: 201320512279.2
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN203443931U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 金彥楓;張延豐;張崢;劉泉;程旺福
• 申請（專利權）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
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 馬英

技術領域

????本實用新型涉及一種超聲波探頭。

背景技術

????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、管徑小，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；三、對焊縫檢測，檢測中間區域為管子，需要穿透管子壁厚進行檢測；四、焊接結構容易產生周向缺陷。

實用新型內容

本實用新型提供一種雙晶曲面縱波小尺寸超聲波探頭，解決普通縱波超聲波探頭不易放置、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。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供了如下的技術方案：

一種雙晶曲面縱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14-22mm×寬10-14mm×高12-18mm且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。

本實用新型的優點如下：

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；

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，探傷靈敏度高；

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。

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。

附圖說明

????圖1為小徑管和管板的焊接結構示意圖；

圖2是普通的超聲波縱波雙晶探頭結構示意圖；

圖3是本實用新型的主視結構示意圖；

圖4是圖3的側面結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型采用雙晶、曲面、縱波、小尺寸超聲波探頭。圖2反映的是普通的超聲波縱波雙晶探頭，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。?

如圖3所示，一種雙晶曲面縱波小尺寸超聲波探頭，包括外殼3及外殼內傾斜一定角度（一般該角度在45??～75??之間以產生縱波為宜）相向放置的第一、第二壓電晶片4、8及其上的阻尼材料，該第一、第二壓電晶片4、8之間設有隔聲層6，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7、透聲材料2以及和第一、第二壓電晶片4、8連接的第一、第二電纜5、9，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。縱波基本垂直于檢測面，有利于發現焊縫的周向缺陷。

所述第一、第二電纜5、9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。

小尺寸超聲波探頭的外殼規格為長14-22mm×寬10-14mm×高12-18mm，使探頭尺寸小，同樣晶片也小，更利于提高對缺陷的定位、定量精度。

本實用新型的工作原理，壓電晶片4發射聲波通過透聲材料2進入到被檢測工件，調整晶片角度使聲波進入工件仍然是縱波，區域1為探傷區，聲波通過探傷區1反射被壓電晶片8接收。在制作本探頭時，要注意以下幾點：

1.透聲材料由于是曲面結構，要采用比較耐磨的材料；

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；

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。