一種內(nèi)水路超聲換能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及超聲無損檢測領(lǐng)域，特別是一種內(nèi)水路超聲換能器。
【背景技術(shù)】
[0002]利用超聲波在不損壞被測物體的前提下，對被測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行檢測和測量以來確定被測物體的可靠性的技術(shù)行為被稱為超聲無損檢測技術(shù)。目前，超聲無損檢測技術(shù)是國際上應(yīng)用較為廣泛、精確度較高的無損檢測方法，目前該技術(shù)廣泛的應(yīng)用于航空、航天、船舶、鋼鐵、冶金、電子、鐵路交通等領(lǐng)域。
[0003]隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展及壓電陶瓷性能、超聲換能器制作工藝技術(shù)的不斷提高，超聲換能器的性能得到了不斷的優(yōu)化及提升。但是在很多應(yīng)用場合中，或者由于環(huán)境條件太過惡劣(溫度過高過低)或者由于長時間連續(xù)工作，會使得超聲換能器的核心部分溫度過高，導(dǎo)致壓電陶瓷性能下降或者粘接部分不牢靠，影響其核心部件工作狀態(tài)，從而導(dǎo)致超聲換能器性能下降甚至失效損壞，降低檢測效率及準確性。而僅僅通過目前常用的風冷方式進行降溫不僅效果有限，并且受到實際環(huán)境的限制。而通過殼體內(nèi)置水路的辦法還是在超聲換能器功能模塊外部進行降溫，其降溫性能也受到一定的限制。
[0004]為了確保超聲換能器高效率的工作，需要在換能器發(fā)射面和被測物體之間形成一層薄耦合層，便于信號高效的耦合到被測物體中。并且在多數(shù)情況下，為了解決超聲換能器存在固有的盲區(qū)這一問題，需要存在一個較厚的耦合層。目前多采用的方式是噴灑的方式，該方法是效果較差，且需要額外的配套設(shè)施。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]實用新型目的:本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)水路超聲換能器。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種內(nèi)水路超聲換能器，包括殼體和殼體內(nèi)的功能主模塊，所述功能主模塊包括從上到下依次連接的背襯材料、壓電復(fù)合材料和匹配層，所述功能主模塊中間設(shè)有貫穿背襯材料、壓電復(fù)合材料和匹配層的通孔，所述功能主模塊兩側(cè)設(shè)有用于引出信號線的第一電極和第二電極。
[0007]本實用新型中，所述功能主模塊的通孔四周設(shè)有保護層。
[0008]本實用新型中，所述殼體頂部設(shè)有與通孔連通的進水口。
[0009]本實用新型中，所述殼體一側(cè)設(shè)有用于引出信號線的信號線接口。
[0010]本實用新型中，所述殼體與功能主模塊通過環(huán)氧樹脂固定粘接。
[0011 ] 本實用新型中，所述保護層為環(huán)氧樹脂層。
[0012]有益效果:1、本實用新型采用的內(nèi)水道結(jié)構(gòu)，在超聲換能器功能模塊中間留有內(nèi)置水路，內(nèi)填充耦合劑。超聲換能器工作時，通常耦合劑為水。水具有較大的比熱，當環(huán)境溫度變化或者超聲換能器工作時導(dǎo)致的溫度變化時，可以通過耦合通路中的水對溫度進行自動補償，確保超聲換能器工作在穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并延長壽命。
[0013]2、本實用新型中超聲換能器路發(fā)射面留有耦合通孔，可以為換能器提供足夠的耦合器，確保超聲換能器的發(fā)射的信號能夠很好透射入被測物體中，同時能夠確保超聲換能器良好的接收反射信號。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做更進一步的具體說明，本實用新型的上述或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。
[0015]圖1為本實用新型功能主模塊側(cè)視圖；
[0016]圖2為本實用新型殼體側(cè)視圖；
[0017]圖3為本實用新型功能模塊通孔示意圖；
[0018]圖4為本實用新型通孔效果圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖對本實用新型作詳細說明。
[0020]如圖1，本實用新型包括主功能模塊2，主功能模塊2包括背襯材料3、壓電復(fù)合材料4、匹配層5、第一電極7和第二電極8，其中背襯材料3、壓電復(fù)合材料4和匹配層5從上到下依次相連，第一電極7和第二電極8設(shè)置在主功能模塊2兩側(cè)。第一電極7由背襯材料3及壓電復(fù)合材料4中間引出，第二電極8由壓電復(fù)合材料4及匹配層5中間引出。
[0021]壓電復(fù)合材料是有兩種或多種材料復(fù)合而成的壓電材料。常見的壓電復(fù)合材料為壓電陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活環(huán)氧樹脂)的兩相復(fù)合材料。這種復(fù)合材料兼具壓電陶瓷和聚合物的長處，具有很好的柔韌性和加工性能，并具有較低的密度、容易和空氣、水、生物組織實現(xiàn)聲阻抗匹配。此外，壓電復(fù)合材料還具有壓電常數(shù)高的特點。壓電復(fù)合材料在醫(yī)療、傳感、測量等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0022]如圖2，包括殼體1、進水口 10和信號線接口 11，進水口 10位于殼體1頂部，信號線接口 11位于殼體1 一側(cè)。
[0023]如圖3，包括主功能模塊2、通孔6和保護層9，主功能模塊2中間設(shè)有通孔6，主功能模塊2內(nèi)表面與通孔6之間設(shè)有保護層9。
[0024]如圖4，包括殼體1、背襯材料3、通孔6和保護層9。
[0025]本實用新型中的通孔為超聲換能器制作完成后加工而成。換能器工作時，通過內(nèi)置的通孔可以為換能器工作面提供足夠的耦合劑，保證換能器與被測面良好的接觸，保證換能器高效的檢測性能。同時，通孔與耦合劑可以對換能器自身工作導(dǎo)致的溫度升高和環(huán)境溫度進行一定的調(diào)節(jié)，可以確保換能器的性能不受影響。
[0026]實施例:
[0027]功能主模塊由背襯材料、壓電復(fù)合材料及匹配層構(gòu)成。其各層厚度分別為20_，
1.15mm, 0.7mm，半徑 10mm η
[0028]匹配層、壓電復(fù)合材料及背襯材料采用環(huán)氧樹脂粘接，并通過第一電極和第二電極，將信號線引出，其中電極為厚度為20um ;
[0029]將功能主模塊嵌入殼體中，采用環(huán)氧樹脂粘接固定。殼體頂部留有進水口，殼體側(cè)面留有信號線接口；
[0030]在超聲換能器發(fā)射面打通孔，通孔穿通背襯材料、壓電復(fù)合材料及匹配層，與殼體進水口相連；
[0031]采用流平工藝方法將環(huán)氧樹脂均勻涂于通孔內(nèi)壁，凝固成形形成保護層。
[0032]本實用新型提供了一種內(nèi)水路超聲換能器，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)水路超聲換能器，其特征在于，包括殼體(1)和殼體(1)內(nèi)的功能主模塊(2)，所述功能主模塊(2)包括從上到下依次連接的背襯材料(3)、壓電復(fù)合材料(4)和匹配層(5)，所述功能主模塊(2)中間設(shè)有貫穿背襯材料(3)、壓電復(fù)合材料⑷和匹配層(5)的通孔(6)，所述功能主模塊(2)兩側(cè)設(shè)有用于引出信號線的第一電極(7)和第二電極(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)水路超聲換能器，其特征在于，所述功能主模塊(2)的通孔(6)四周設(shè)有保護層(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)水路超聲換能器，其特征在于，所述殼體(1)頂部設(shè)有與通孔(6)連通的進水口(10)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)水路超聲換能器，其特征在于，所述殼體(1)一側(cè)設(shè)有用于引出信號線的信號線接口(11)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)水路超聲換能器，其特征在于，所述殼體(1)與功能主模塊(2)通過環(huán)氧樹脂固定粘接。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種內(nèi)水路超聲換能器，其特征在于，所述保護層(9)為環(huán)氧樹脂層。
【專利摘要】本實用新型公開了一種內(nèi)水路超聲換能器，包括殼體和殼體內(nèi)的功能主模塊，所述功能主模塊包括從上到下依次連接的背襯材料、壓電復(fù)合材料和匹配層，所述主功能模塊中間設(shè)有通孔，所述功能主模塊兩側(cè)設(shè)有用于引出信號線的第一電極和第二電極。本實用新型采用的內(nèi)水道結(jié)構(gòu)，在超聲換能器功能模塊中間留有內(nèi)置水路，內(nèi)填充耦合劑。超聲換能器工作時，通常耦合劑為水。水具有較大的比熱，當環(huán)境溫度變化或者超聲換能器工作時導(dǎo)致的溫度變化時，可以通過耦合通路中的水對溫度進行自動補償，確保超聲換能器工作在穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并延長壽命。
【IPC分類】G01N29/04, G01N29/28
【公開號】CN205049522
【申請?zhí)枴緾N201520820718
【發(fā)明人】陳江龍
【申請人】江蘇融慶科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月21日