[發明專利]一種柔性梳狀聲表面波相控陣換能器

無效

• 申請號: 201410238692.3
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103983699A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 周世圓;戴維;徐春廣;肖定國;郝娟;付君強
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N29/22
• 分類號: G01N29/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種特別適用于曲表面裂紋快速掃描檢測和嵌入式原位檢測的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：由多個柔性梳狀陣列組成，每個柔性梳狀陣列至少包括2個以上多個條形壓電振子，一般為4到8個條形壓電振子，多個條形壓電振子沿寬度方向排列形成梳狀陣列結構，各柔性梳狀陣列沿壓電振子長度方向排列形成二維陣列。

2.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：柔性壓電陶瓷復合材料壓電振子二維陣列，柔性吸聲填充物、柔性背襯吸聲層、柔性匹配層、柔性保護膜、柔性電路板和柔性外套構成所述柔性梳狀聲表面波相控陣換能器的柔性結構，使其可以與各種曲面良好耦合，實現曲表面裂紋缺陷的檢測。

3.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：柔性電路板中的布線將各柔性梳狀陣列內的各條形壓電振子的正極并聯匯集形成各梳狀陣列的正極、負極并聯匯集形成各梳狀陣列的負極，各梳狀陣列正負極通過多芯同軸電纜引出。

4.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：根據相控聲束偏轉或聚焦原理，確定各個柔性梳狀陣列之間的激勵時間差，控制各柔性梳狀陣列激勵聲表面波聲束合成后在被測試樣表面形成偏轉或聚焦。接收時，同樣根據相控聲束偏轉或聚焦原理，采用該時間差對各個柔性梳狀陣列接收到的聲表面波回波信號進行合成，形成相控合成回波信號。

5.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：利用相控陣超聲信號激勵接收裝置改變該時間差，在被測試樣表面完成二維電子掃描。由此，無需機械掃查，即可利用本柔性梳狀聲表面波相控陣換能器實現曲表面的二維掃查。

6.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：相控陣換能器梳狀陣列的各條形柔性壓電振子寬度d為被測材料表面波波長的二分之一，振子與振子之間的間隙s亦為被測材料表面波波長的二分之一，振子與振子之間的中心間距w為被測材料表面波波長，振子長度l為梳狀陣列總長度D的0.618倍并取整，即:取整(梳狀陣列總長度D×0.618)，一般振子長度l與寬度d之比不超過10:1，各梳狀陣列之間間隙Δs相同，一般不超過被測材料聲表面波波長。

7.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：為保護柔性電路板焊盤與多芯同軸電纜焊接點的持久可靠連接，在柔性電路板與多芯同軸電纜連接處安裝剛性電纜固定外殼。

8.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：為保證二維柔性陣列換能器主體與曲表面完全貼合，柔性保護套在柔性梳狀換能器主體邊緣與剛性電纜固定外殼間具有一定寬度的過渡，寬度一般為10～30mm。

9.根據權利要求1所述的柔性梳狀聲表面波相控陣換能器，其特征在于：換能器厚度小于6mm，可以深入狹小空間或貼裝在密閉空間的零構件表面，實現快速原位檢測或嵌入式檢測。