CN104990988A - 抗干扰的超声波探头 - Google Patents

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王钲清
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Abstract

本发明提供一种抗干扰的超声波探头，包括壳体、楔块、压电晶片和探头接口，压电晶片与探头接口线路连接，楔块置于壳体内，楔块设有端面、楔形面及连接于端面与楔形面之间的连接面，端面设有凹槽，探头接口与压电晶片的连接端设于凹槽中，探头接口与压电晶片相对的一端伸出壳体外部，连接面上设有断面为圆缺的条形凸起，凸起的平面与连接面重合。本发明提供的抗干扰的超声波探头，采用楔块的连接面上设有条形凸起，可以利用多个面对反射回来的多余的超声波进行多次的反射和折射，从而实现吸收杂波，另外，在探头接口侧设有吸收块可以抑制压电晶片不需要的振动，减少脉冲宽度，提高分辨率，从而提高了测量的准确度。

Description

抗干扰的超声波探头
技术领域
本发明涉及超声波探头技术领域，特别是涉及一种抗干扰的超声波探头。
背景技术
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
目前，国内外对钢板的无损检测，多以超声波探伤作为检测其内在质量的手段。超声波探头是利用超声波的特性研制而成的探伤传感器。超声波换能器是实现电能和声能相互转换的一种器件，并且也是实现超声波检测的关键部件，其中实现电能和声能相互转换的是压电晶片。但是由于压电晶片在工作过程中起振后如果振动时间过长会增加脉冲宽度，降低晶片得分辨率；另外，超声波在传播过程中遇到介质界面会发生反射和折射，在晶片的向背面或者前面会存在多余的超声波，这部分超声波将会干扰晶片的正常测量，会增加能量损耗并影响分辨力，会导致成像时分辨率差的问题，影响测量精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种抗干扰的超声波探头。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种抗干扰的超声波探头，包括壳体、楔块、压电晶片和探头接口，所述压电晶片与所述探头接口线路连接，所述楔块置于壳体内，所述楔块设有端面、楔形面及连接于端面与楔形面之间的连接面，所述端面设有凹槽，所述探头接口与压电晶片的连接端设于所述凹槽中，所述探头接口与压电晶片相对的一端伸出壳体外部，所述连接面上设有断面为圆缺的条形凸起，所述凸起的平面与所述连接面重合。将所述楔块的连接面上设有条形凸起，可以利用多个面对反射回来的多余的超声波进行多次的反射和折射，从而实现吸收杂波。
进一步，所述探头接口包括接口外壳和置于所述接口外壳内的电极，所述电极通过导线与所述压电晶片连接。
进一步，所述探头接口还包括背面吸收块，所述背面吸收块设于所述压电晶片与所述电极之间，所述导线贯穿所述背面吸收块与所述压电晶片和电极连接。背面吸收块可以抑制压电晶片不需要的振动，减少脉冲宽度，提高分辨率。
进一步，所述楔块与所述壳体之间设有吸收块。所述吸收块所起的作用是抑制不需要的振动和吸收杂波，同时还可以起到支撑压电晶片的安放的作用。
具体的，所述吸收块采用环氧树脂粉和钨粉制成。
具体的，所述楔块的材料为有机玻璃。所述楔块用于超声波传播，并实现波形的转换，因为有机玻璃声学性能良好、易加工成形，因此，采用机玻璃作为楔块。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种抗干扰的超声波探头，采用楔块的连接面上设有条形凸起，可以利用多个面对反射回来的多余的超声波进行多次的反射和折射，从而实现吸收杂波，另外，在探头接口侧设有吸收块可以抑制压电晶片不需要的振动，减少脉冲宽度，提高分辨率，从而提高了测量的准确度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的抗干扰超声波探头的结构示意图。
图2是图1中探头接口的放大示意图。
图3是图1中凸起的一种实施方式的结构示意图。
图4是图1中凸起的另一种实施方式的结构示意图。
图中：1、壳体，2、楔块，3、压电晶片，4、探头接口，5、端面，6、楔形面，7、连接面，8、凹槽，9、凸起，10、吸收块，11、接口外壳，12、电极，13、导线。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，本发明的一种抗干扰的超声波探头，包括壳体1、楔块2、压电晶片3和探头接口4，楔块2置于壳体1内，楔块2设有端面5、楔形面6及连接于端面5与楔形面6之间的连接面7，端面5设有凹槽8，探头接口4与压电晶片3的连接端设于凹槽8中，探头接口4与压电晶片3相对的一端伸出壳体外部，连接面7上设有断面为圆缺的条形凸起9，凸起9的平面与连接面7重合。将楔块2的连接面上设有条形凸起9，可以利用多个面对反射回来的多余的超声波进行多次的反射和折射，从而实现吸收杂波。如图3-4所示，本发明连接面7上的断面为圆缺的条形凸起9可以连续设置也可以间隔设置。
探头接口4包括接口外壳11和置于接口外壳11内的电极12，在压电晶片3和电极12之间设有背面吸收块10，导线13贯穿背面吸收块10与压电晶片3和电极12连接。电极12通过导线13与压电晶片3连接。背面吸收块10可以抑制压电晶片3不需要的振动，减少脉冲宽度，提高分辨率。
在楔块2与壳体1之间还设有吸收块10。吸收快10所起的作用是抑制不需要的振动和吸收杂波，同时还可以起到支撑压电晶片3的安放的作用。
本实施例中，楔块2与壳体1之间的吸收块10以及压电晶片3背面吸收块均采用环氧树脂粉和钨粉制成。楔块2的材料为有机玻璃。楔块2用于超声波传播，并实现波形的转换，因为有机玻璃声学性能良好、易加工成形，因此，采用机玻璃作为楔块2。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种抗干扰的超声波探头，包括壳体、楔块、压电晶片和探头接口，所述压电晶片与所述探头接口线路连接，所述楔块置于壳体内，其特征在于：所述楔块设有端面、楔形面及连接于端面与楔形面之间的连接面，所述端面设有凹槽，所述探头接口与压电晶片的连接端设于所述凹槽中，所述探头接口与压电晶片相对的一端伸出壳体外部，所述连接面上设有断面为圆缺的条形凸起，所述凸起的平面与所述连接面重合。
2.如权利要求1所述的抗干扰的超声波探头，其特征在于：所述探头接口包括接口外壳和置于所述接口外壳内的电极，所述电极通过导线与所述压电晶片连接。
3.如权利要求2所述的抗干扰的超声波探头，其特征在于：所述探头接口还包括背面吸收块，所述背面吸收块设于所述压电晶片与所述电极之间，所述导线贯穿所述背面吸收块与所述压电晶片和电极连接。
4.如权利要求1所述的抗干扰的超声波探头，其特征在于：所述楔块与所述壳体之间设有吸收块。
5.如权利要求3或4所述的抗干扰的超声波探头，其特征在于：所述吸收块采用环氧树脂粉和钨粉制成。
6.如权利要求1-4任一项所述的抗干扰的超声波探头，其特征在于：所述楔块的材料为有机玻璃。
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