[發明專利]一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭

在審

• 申請號: 201610073829.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105548370A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 鄭鋼豐;潘正;郭翔宇;夏皖東;鄭澤晨;李玲
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：所述探頭包括通過互成張角的兩夾板(2)固定的柔性陣列換能器(1)，柔性陣列換能器(1)引出同軸電纜(3)置于外殼(4)之中并連接同軸電纜線接口(30)；所述夾板(2)上設有用于改變柔性陣列換能器(1)曲率的張角微調裝置(5)；

所述兩夾板(2)的一端相對可轉動的鉸接為一體，且其中一個夾板(2)固定在外殼(4)上；

所述張角微調裝置(5)包括通過螺紋配合內置于外殼(4)中的螺桿(50)、調節螺桿(50)在外殼(4)中螺紋前進或后退的旋鈕(51)；所述螺桿(50)一端與可轉動的夾板(2)接觸，另一端與旋鈕(51)接觸，構成當旋鈕(51)轉動時、螺桿(50)推動與之接觸的夾板(2)使得兩夾板(2)張角增大或減小的配合。

2.根據權利要求1所述的一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：所述螺桿(50)上裝有凹槽滑輪(500)，在與螺桿(50)接觸的夾板(2)上設有配合凹槽滑輪(500)卡合的一段導軌(20)；所述凹槽滑輪(500)卡合在該導軌(20)中構成固定螺桿(50)在夾板(2)上的運動軌跡、使螺桿(50)移動時夾板(2)不發生擺動的配合。

3.根據權利要求2所述的一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：所述兩夾板(2)之間連接有用于使張角隨螺桿(50)后退而自動減小的彈簧(21)。

4.根據權利要求1～3任一項所述的一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：所述柔性陣列換能器(1)包括依次粘結的柔性匹配層(10)、壓電陶瓷晶片構成的振元(11)、聚氨酯片(12)、柔性阻尼背材(14)；其中，所述聚氨酯片(12)設有穿孔，在孔中電鍍填充銅，在穿孔兩邊分別附著振元(11)和銅電極(13)，銅電極(13)另一面貼附柔性阻尼背材(14)。

5.根據權利要求4所述的一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：所述柔性匹配層(10)采用環氧樹脂材料；所述柔性阻尼背材(14)采用包括聚氨酯和金屬粉末的聚氨酯吸聲吸波材料。

6.根據權利要求4所述的一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：當探頭工作頻率為5Hz時，所述柔性陣列換能器(1)設為16個振元(11)，間距為0.55mm，振元(11)寬度為0.5mm，振元(11)長度為8.75mm，整個陣列長度為9mm。

7.根據權利要求6所述的一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：所述柔性陣列換能器(1)呈弧形，其對應的圓心角不小于120°，即兩夾板(2)的張角最小為60°；兩夾板(2)的張角最大至柔性陣列換能器(1)呈可探測平面工件的拉直狀態。

8.根據權利要求3所述的一種可探測曲面工件的超聲相控陣探頭，其特征在于：所述彈簧(21)在柔性陣列換能器(1)被拉直時形變達到最大值。