一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鋼板超聲波無損探傷設(shè)備用的探頭，尤其涉及一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波探傷是一種無損探傷方式，通過超聲波探傷儀產(chǎn)生電振蕩并加于探頭，激勵探頭發(fā)射超聲波，同時將探頭送回的電信號進(jìn)行放大，通過一定方式顯示出來，從而得到被探工件內(nèi)部有無缺陷及缺陷位置和大小等信息。
[0003]—個探頭殼體內(nèi)裝有兩個晶片的探頭稱為雙晶探頭，兩個晶片一個用于發(fā)射超聲，一個用于接收超聲，與單晶探頭相比，雙晶探頭的發(fā)射靈敏度和接收靈敏度更高。雙晶探頭的兩個晶片之間有一片吸聲性強(qiáng)、絕緣性好的隔聲層，它不僅用于克服發(fā)射聲束與反射聲束的相互干擾和阻塞，而且能使脈沖變窄、分辨率提高、消除發(fā)射晶片和延遲塊之間的反射雜波進(jìn)入接收晶片，有效減少雜波；雙晶探頭已廣泛應(yīng)用于金屬材料的無損探傷檢測領(lǐng)域。
[0004]目前常用的雙晶探頭多為一發(fā)一收的單體雙晶排列方式，這種結(jié)構(gòu)方式使探頭的有效聲束寬度受到限制，對缺陷定量精度不利，還會造成探頭與鋼板接觸面積偏大，在探傷過程中難以保持良好地耦合狀態(tài)，致使在掃查寬度上靈敏性均勻性欠佳。
[0005]申請?zhí)?00420070245.3 (申請日為2004年8月11日)的中國專利公開了 “一種鑲嵌式一發(fā)多收型雙晶片直探頭”，為了克服單體雙晶探頭對缺陷定量精度不利的缺陷，除了優(yōu)化晶片參數(shù)外，還設(shè)計將N片短矩形晶片一字排列后作為接收晶片，這種結(jié)構(gòu)方式由于接收晶片是由多個獨立設(shè)置的單體晶片組裝形成，即每片接收晶片之間是斷開的，導(dǎo)致掃查時其連接部位存在盲區(qū)，因此漏檢率較高。另外每片接收晶片都需要單獨引出正、負(fù)極引線，因此結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，引線多造成故障點增多，不利于探頭使用的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提供了一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，通過刻蝕溝槽的方式將整體接收晶片劃分為多個接收區(qū)，相比多片接收晶片組合排列而成的一發(fā)多收探頭，漏檢率大大減少；電極引線通過電路板與探頭電纜連接，提高了接點可靠度；通過增加聲匹配片和采用壓電復(fù)合材料晶片提高信號發(fā)射和接收精度；另外在插頭中增加LC諧振裝置，輸出信號的選擇性更好。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，安裝在鋼板超聲波探傷設(shè)備的耐磨架內(nèi)，包括殼體、延遲塊、隔聲層、吸收塊、發(fā)射晶片和接收晶片，所述接收晶片為整體晶片，其上均勻劃分為多個接收區(qū)，隔聲層兩側(cè)分別設(shè)電路板，由發(fā)射晶片和接收晶片的多個接收區(qū)分別引出的電極引線通過電路板與探頭電纜連接，探頭電纜的另一端連接高頻插頭，高頻插頭中設(shè)LC諧振裝置。
[0009]所述接收晶片的接收區(qū)之間具有刻蝕形成的溝槽，溝槽寬度為0.01?0.02mm,溝槽深度為晶片厚度的1/3?2/3。
[0010]所述發(fā)射晶片和接收晶片為壓電復(fù)合材料晶片。
[0011]所述發(fā)射晶片、接收晶片與延遲塊之間還設(shè)有聲匹配片。
[0012]所述隔聲層的一側(cè)設(shè)置有靜電屏蔽銅箔。
[0013]所述LC諧振裝置由并聯(lián)的電容和電阻構(gòu)成，串聯(lián)在發(fā)射端電路中。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]I)通過刻蝕溝槽的方式將整體式接收晶片劃分為多個接收區(qū)，相比多片接收晶片組合排列而成的一發(fā)多收探頭，漏檢率大大減少；
[0016]2)接收晶片的負(fù)極統(tǒng)一引線，減少了引線數(shù)量，結(jié)構(gòu)簡單，故障點少，探頭使用穩(wěn)定性好；
[0017]3)與單體雙晶探頭相比，提高了探傷效率及定量精度；
[0018]4)引線通過電路板與探頭電纜連接，提高了接點可靠度；
[0019]5)增加聲匹配片，采用壓電復(fù)合材料晶片，提高了信號發(fā)射和接收精度；
[0020]6)在插頭中增加LC諧振裝置，具有選頻、濾波和穩(wěn)壓作用，輸出信號的選擇性更好。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是發(fā)射晶片與電路板的接線圖。
[0023]圖3是接收晶片與電路板的接線圖。
[0024]圖4是圖2中的A-A剖視圖。
[0025]圖中:1.殼體2.延遲塊3.靜電屏蔽銅箔4.發(fā)射晶片5.引線6.探頭電纜7.高頻插頭8.LC諧振裝置9.電路板10.吸收塊11.接收晶片12.聲匹配片13.隔聲層
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明:
[0027]見圖1，是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，安裝在鋼板超聲波探傷設(shè)備的耐磨架內(nèi)，包括殼體1、延遲塊2、隔聲層13、吸收塊10、發(fā)射晶片4和接收晶片11，所述接收晶片11為整體晶片，其上均勻劃分為多個接收區(qū)，隔聲層13兩側(cè)分別設(shè)電路板9，由發(fā)射晶片4和接收晶片11的多個接收區(qū)分別引出的電極引線5通過電路板9與探頭電纜6連接，探頭電纜6的另一端連接高頻插頭7，高頻插頭7中設(shè)LC諧振裝置8。
[0028]所述接收晶片11的接收區(qū)之間具有刻蝕形成的溝槽，溝槽寬度為0.01?0.02mm,溝槽深度為晶片厚度的1/3?2/3。(如圖4所示)
[0029]所述發(fā)射晶片4和接收晶片11為壓電復(fù)合材料晶片。
[0030]所述發(fā)射晶片4、接收晶片11與延遲塊2之間還設(shè)有聲匹配片12。
[0031]所述隔聲層13的單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置有靜電屏蔽銅箔3。
[0032]所述LC諧振裝置8由并聯(lián)的電容和電阻構(gòu)成，串聯(lián)在發(fā)射端電路中。
[0033]以下實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。
[0034]【實施例】
[0035]如圖1所示，是本實施例一發(fā)多收雙晶探頭的結(jié)構(gòu)示意圖，殼體I為可拆分結(jié)構(gòu)，上蓋另設(shè)安裝孔與超聲波探傷設(shè)備連接，殼體I內(nèi)形成的空腔分為發(fā)射側(cè)和接收側(cè)，結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于發(fā)射側(cè)設(shè)發(fā)射晶片4，接收側(cè)設(shè)接收晶片11。
[0036]本實施例中，發(fā)射晶片4與接收晶片11均為長方形晶片，發(fā)射晶片4與接收晶片11下設(shè)有同等大小的聲匹配片12，所述聲匹配片12為市售成品，本實施例中采購的聲匹配片12是江蘇融慶科技有限公司生產(chǎn)的。發(fā)射晶片4/接收晶片11和聲匹配片12對稱粘貼在兩側(cè)延遲塊2的斜面上，在從電極引線5后澆注吸收塊10。
[0037]本實施例中，在隔聲層13 —側(cè)設(shè)有靜電屏蔽銅箔3，靜電屏蔽銅箔3另外設(shè)引線接殼體I上蓋(即接地端)。在發(fā)射側(cè)和接收側(cè)吸收塊10的上方，隔聲層13兩側(cè)分別粘貼有電路板9，從發(fā)射晶片4和接收晶片11接出的引線5與電路板9接點連接，探頭電纜6與電路板9也通過接點連接，探頭電纜6的另一端從殼體I上蓋預(yù)留的引線孔中穿出，連接尚頻探頭7。
[0038]如圖2所示，是發(fā)射晶片4與電路板9的接線圖。發(fā)射晶片4的底部為負(fù)極，連接電路板9的負(fù)極，從發(fā)射晶片4頂部即正極引出的引線5連接電路板9的正極接點，探頭電纜6的正負(fù)極分別連接電路板9的正、負(fù)極接點。
[0039]如圖3所示，是接收晶片11與電路板9的接線圖。本實施例中，接收晶片11通過刻蝕方法劃分為三個均勻的接收區(qū)，每個接收區(qū)的正極均單獨引線與電路板9的正極接點連接，負(fù)極統(tǒng)一從接收晶片11底部引出。其它接線方式與發(fā)射晶片4相同，在此不加贅述。
[0040]本實施例中，在探頭電纜6末端的高頻插頭7的端蓋上固定有LC諧振裝置8，其由電感和電容并聯(lián)而成，然后串聯(lián)在發(fā)射端電路中。諧振電路具有選頻作用，即諧振于設(shè)定頻率的信號幾乎可無衰減的通過，而其它信號則嚴(yán)重衰減，因此LC諧振裝置8能夠把探傷時不需要電信號加以抑制或濾除，使輸出信號的選擇性更好。另外，諧振電路還具有濾波和穩(wěn)壓作用，因此LC諧振裝置8的設(shè)置對探頭的使用性能可起到很好的促進(jìn)作用。
【主權(quán)項】
1.一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，安裝在鋼板超聲波探傷設(shè)備的耐磨架內(nèi)，包括殼體、延遲塊、隔聲層、吸收塊、發(fā)射晶片和接收晶片，其特征在于，所述接收晶片為整體晶片，其上均勻劃分為多個接收區(qū)；隔聲層兩側(cè)分別設(shè)電路板，由發(fā)射晶片和接收晶片的多個接收區(qū)分別引出的電極引線通過電路板與探頭電纜連接，探頭電纜的另一端連接高頻插頭，高頻插頭中設(shè)LC諧振裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，其特征在于，所述接收晶片的各接收區(qū)之間具有刻蝕形成的溝槽，溝槽寬度為0.0l?0.02mm,溝槽深度為晶片厚度的1/3 ?2/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，其特征在于，所述發(fā)射晶片和接收晶片為壓電復(fù)合材料晶片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，其特征在于，所述發(fā)射晶片、接收晶片與延遲塊之間還設(shè)有聲匹配片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，其特征在于，所述隔聲層的一側(cè)設(shè)置有靜電屏蔽銅箔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，其特征在于，所述LC諧振裝置由并聯(lián)的電容和電阻構(gòu)成，串聯(lián)在發(fā)射端電路中。
【專利摘要】本實用新型涉及一種一發(fā)多收超聲波雙晶探頭，包括殼體、延遲塊、隔聲層、吸收塊、發(fā)射晶片和接收晶片，所述接收晶片為整體晶片，其上均勻劃分為多個接收區(qū)，隔聲層兩側(cè)分別設(shè)電路板，由發(fā)射晶片和接收晶片的多個接收區(qū)分別引出的電極引線通過電路板與探頭電纜連接，探頭電纜的另一端連接高頻插頭，高頻插頭中設(shè)LC諧振裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：整體接收晶片劃分為多個接收區(qū)，相比多片接收晶片組合排列而成的一發(fā)多收探頭，漏檢率大大減少；電極引線通過電路板與探頭電纜連接，提高了接點可靠度；通過增加聲匹配片和采用壓電復(fù)合材料晶片提高信號發(fā)射和接收精度；另外在插頭中增加LC諧振裝置，輸出信號的選擇性更好。
【IPC分類】G01N29-24
【公開號】CN204556575
【申請?zhí)枴緾N201520229013
【發(fā)明人】張美娜
【申請人】鞍山中控?zé)o損檢測科技有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月14日