[發明專利]一種超聲波縱波和橫波測試擊發探頭及其制造方法

在審

• 申請號: 201510955473.1
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105424814A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 艾寶利;劉善軍;韓連發;王世學;常偉
• 申請（專利權）人: 中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國富

1.一種超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，包括第一質量塊、激振部分、第二質量塊、第三質量塊、固定件、外絕緣層和引線；所述第一質量塊、所述激振部分、所述第二質量塊和所述第三質量塊自上而下順序連接并由所述固定件固定；所述引線從所述激振部分引出；所述外絕緣層設置于所述激振部分的外周且覆蓋面大于所述激振部分的外表面；所述第三質量塊的下端為頂點向下的圓錐體，所述圓錐體的頂點為發射觸點。

2.根據權利要求1所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，所述激振部分主要由兩組四片壓電陶瓷環片組成，所述兩組四片壓電陶瓷環片分別是第一壓電陶瓷環片、第二壓電陶瓷環片、第三壓電陶瓷環片和第四壓電陶瓷環片；所述第一壓電陶瓷環片、所述第二壓電陶瓷環片、所述第三壓電陶瓷環片和所述第四壓電陶瓷環片自上而下依次疊加；每兩個壓電陶瓷環片之間設有電極片。

3.根據權利要求2所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，設置于所述第一壓電陶瓷環片的正極和所述第二壓電陶瓷環片的正極之間的電極片為第一電極片，設置于所述第三壓電陶瓷環片的正極和所述第四壓電陶瓷環片的正極之間的電極片為第三電極片，設置于所述第二壓電陶瓷環片的負極和所述第三壓電陶瓷環片的負極之間的電極片為第二電極片；所述第一壓電陶瓷環片的負極與所述第一質量塊連接，所述第四壓電陶瓷環片的負極與所述第二質量塊連接；所述第二電極片與負極引線連接，所述第一電極片和所述第三電極片均與正極引線連接。

4.根據權利要求2所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，所述兩組四片壓電陶瓷環片的內環直徑大于所述固定件的直徑，且所述兩組四片壓電陶瓷環片內環側與所述固定件之間形成空腔。

5.根據權利要求1-4任一所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，所述固定件為螺栓，所述第一質量塊中間設有能容納所述螺栓穿過的通孔，所述第二質量塊中間設有能容納所述螺栓穿過的通孔，所述第三質量塊中間設有與所述螺栓配合的螺孔。

6.根據權利要求1-4任一所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，所述外絕緣層覆蓋了整個所述激振部分和部分第一質量塊和部分第二質量塊，所述引線分別從所述外絕緣層與所述第一質量塊之間引出。

7.根據權利要求1-4任一所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，所述第一質量塊為碳鋼材質，所述第二質量塊為鋁材質，所述第三質量塊為碳鋼材質；所述第一質量塊的質量大于所述第二質量塊和第三質量塊的質量之和。

8.根據權利要求1-4任一所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，所述圓錐體的錐角為45-60度。

9.根據權利要求5所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭，其特征在于，所述螺栓為金屬材質，所述外絕緣層為絕緣橡膠材質。

10.權利要求1-9任一所述的超聲波縱波和橫波測試擊發探頭的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

將第一質量塊、第一壓電陶瓷環片、第一電極片、第二壓電陶瓷環片、第二電極片、第三壓電陶瓷環片、第三電極片、第四壓電陶瓷環片、第二質量塊依次套設在螺栓上且各所述壓電陶瓷環片與所述螺栓之間形成空腔，然后所述螺栓與所述第三質量塊通過螺扣鎖緊固定，進而使第一質量塊、第一壓電陶瓷環片、第一電極片、第二壓電陶瓷環片、第二電極片、第三壓電陶瓷環片、第三電極片、第四壓電陶瓷環片、第二質量塊、第三質量塊依次緊密固定連接；其中每一部件的結合面上均涂有硅油耦合，且所述第一壓電陶瓷環片的負極與所述第一質量塊連接，所述第一壓電陶瓷環片的正極與第一電極片連接，所述第二壓電陶瓷環片的正極與第一電極片連接，所述第二壓電陶瓷環片的負極與第二電極片連接，所述第三壓電陶瓷環片的負極與第二電極片連接，所述第三壓電陶瓷環片的正極與第三電極片連接，所述第四壓電陶瓷環片的正極與所述第三電極片連接，所述第四壓電陶瓷環片的負極與所述第二質量塊連接；緊固連接后在所述第二電極片上焊接負極引線，所述負極引線同時與第一質量塊、所述螺栓、所述第二質量塊和所述第三質量塊導電連接，在所述第一電極片和所述第三電極片上焊接正極引線，最后套設外絕緣層，所述外絕緣層覆蓋住所有壓電陶瓷環片和電極片，同時覆蓋住第一質量塊的部分和第二質量塊的部分，將所述正極引線和所述負極引線從所述第一質量塊和所述外絕緣層之間引出。