[實用新型]一種壓電超聲空耦換能器探頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202222024213.0
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN218584724U
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海波;周鑫翊;高華昀;凡麗梅;董方旭;劉繼軍;段劍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);山東非金屬材料研究所
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 東莞卓為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44429
• 代理人: 齊海迪

本實用新型公開了一種壓電超聲空耦換能器探頭，包括探頭外殼，所述探頭外殼內(nèi)具有容置空間；匹配層，所述匹配層設(shè)置在探頭外殼的第一端，所述匹配層的其中一面位于容置空間內(nèi)，所述匹配層具有若干層且每一層匹配層均內(nèi)置在空置空間內(nèi)，每層以澆注空心玻璃珠含量梯度分布；背襯層，所述背襯層內(nèi)置在容置空間且設(shè)置在其中一層匹配層上。改善了傳統(tǒng)空氣耦合式超聲換能器探頭的多方面問題,避免了存在有影響聲阻抗匹配效果與拖尾超聲波吸收的問題，而且整體結(jié)構(gòu)設(shè)計便于實際生產(chǎn)流程，提高產(chǎn)品良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及無接觸式無損探頭領(lǐng)域，具體是基于梯度多層匹配層的壓電超聲空耦換能器探頭。

背景技術(shù)

空氣耦合超聲檢測技術(shù)能夠?qū)Χ喾N材料進行快速的檢測，現(xiàn)有技術(shù)中存在相似的結(jié)構(gòu)有如下三處敏感元件、匹配層、背襯層。其中，現(xiàn)有的擁有較高的聲阻抗，約為34-40MRayl，較高的工作頻率(超過600kHz)；現(xiàn)有的擁有較低的聲阻抗，約為1-5MRayl，但其制備流程與加工過程較為復(fù)雜，且實際使用過程中需要使用粘結(jié)劑連接到的表面，粘結(jié)劑的使用會降低發(fā)射與接收超聲波的能力，且粘結(jié)劑的引入難以定量，給傳感器的制備帶來困難；現(xiàn)有的多為較簡易的均質(zhì)材料，其聲阻抗(約為4-20MRayl)與聲衰減(約為5-20Db/cm)無法人為調(diào)控，造成激發(fā)信號拖尾嚴(yán)重，使傳感器靈敏度降低且給傳感器整體優(yōu)化設(shè)計帶來了困難。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，本實用新型提供一種壓電超聲空耦換能器探頭。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種壓電超聲空耦換能器探頭，包括：

探頭外殼，所述探頭外殼內(nèi)具有容置空間；

匹配層，所述匹配層設(shè)置在探頭外殼的第一端，所述匹配層的其中一面位于容置空間內(nèi)，所述匹配層具有若干層且每一層匹配層均內(nèi)置在空置空間內(nèi)，每層以澆注空心玻璃珠含量梯度分布

背襯層，所述背襯層內(nèi)置在容置空間且設(shè)置在其中一層匹配層上。

作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案,還包括壓電復(fù)合層，所述壓電復(fù)合層內(nèi)置在容置空間，所述壓電復(fù)合層位于匹配層與背襯層之間。

作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案,還包括封裝樹脂，所述封裝樹脂密封內(nèi)置在壓電復(fù)合層與容置空間的側(cè)壁之間。

作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述探頭外殼還包括銅套筒，所述銅套筒內(nèi)置在容置空間，用于套置背襯層和封裝樹脂的外側(cè)表面。

作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述探頭外殼還包括塑料套筒，所述塑料套筒內(nèi)置在容置空間且位于背襯層與銅套筒之間，用于套置背襯層。

作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案,還包括BNC接頭和正負(fù)電極，所述BNC接頭設(shè)置在探頭外殼的第二端，所述BNC接頭的一部分延伸入容置空間內(nèi)，所述正負(fù)電極的第一端連接于BNC接頭，第二端連接于壓電復(fù)合層。

作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案,所述探頭外殼為鋁合金頭外殼。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

改善了傳統(tǒng)空氣耦合式超聲換能器探頭的多方面問題,避免了存在有影響聲阻抗匹配效果與拖尾超聲波吸收的問題，而且整體結(jié)構(gòu)設(shè)計便于實際生產(chǎn)流程，提高產(chǎn)品良率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號:

1-探頭外殼，11-容置空間，2-匹配層，3-背襯層，4-壓電復(fù)合層，5-封裝樹脂，6-銅套筒，7-塑料套筒，8-BNC接頭，81-正負(fù)電極。

具體實施方式