CN108519440A - 一种适合高温下在线检测的超声波测量探头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，至少包括支座(1)、换能器腔体(3)以及超声波换能器(4)，超声波换能器(4)连接在换能器腔体(3)内，超声波换能器(4)与支座(1)之间有导波棒(2)，导波棒(2)前端与支座(1)固定；后端与超声波换能器(4)连接。本发明当对高温被测对象检测时，被测对象的部分热量通过鳍型散热片向空间辐射散热，通过高温导波油传导的热量有限，不会影响声波在高温导波油传导产生的声速大的变化。本发明结构简单、实现方便、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合高温下在线检测的超声波测量探头。
背景技术
在工业检测领域中，无损检测由于其在不损害或不影响被检测对象使用性能从而得到了广泛应用，超声波无损检测是目前应用较多的一种方式，而超声波探头传感器是该检测方式的与被测对象直接接触的关键部件，一般由压电陶瓷组成。由于压电陶瓷本身材料特性，其居里温度点较低(120℃左右)，为了保证换能器传感器的可靠性，一般要求探头的工作温度控制在80℃以内，高于80℃的高温对压电陶瓷传感器的工作性能影响较大，甚至对传感器造成损坏而不能工作。工业在线高温超声波检测是该领域在此工况条件下的一大难题。在专利02241098.X中，外贴超声波探头换能器对高温介质物位检测时，探头就是采用散热棒散热方式，在某种程度上较好的解决了该问题，但实际经验发现，在150℃以上时应用并不理想，为了保证探头处的温度不超限，需要散热棒很长，散热棒过长势必增加超声波信号的衰减，降低信噪比，影响信号的正常检测，在200℃以上时更难兼顾散热和信噪比两方面的要求，从而不能进行可靠检测。究其原因，其主要采用了散热原理，散热棒一般采用导热性能较好的铝或铜材质，在其向空间散热同时也会从高温被测对象源源不断地快速吸收并向换能器传递热量，造成温度平衡时散热棒末端温度居高不下的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于解决在超声波无损检测高温被测对象时，温度越高，要求散热棒越长，信噪比就越差的这种无法兼顾的矛盾问题，提供一种更简单可靠进行高温下无损检测的超声波探头。
为此，本发明提供一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，至少包括支座、换能器腔体以及超声波换能器，超声波换能器连接在换能器腔体内，超声波换能器与支座之间有导波棒，导波棒前端与支座固定；后端与超声波换能器连接；当对高温被测对象检测时，被测对象的部分热量通过鳍型散热片6向空间辐射散热，通过高温导波油5传导的热量有限，而且对超声波信号影响较小。
所述的导波棒包括：密封腔、高温导波油，高温导波油充填在密封腔内。
所述的密封腔前端伸进支座的槽腔内固定。超声波换能器表面在高温导波油的密封腔另一端。
所述的导波棒采用复合材料，复合材料由导声芯料和散热体构成。
所述的导波棒四周设置有鳍型散热片。
所述的密封腔靠近超声波换能器的一端有注液口。
本发明的有益效果：本发明当对高温被测对象检测时，被测对象的部分热量通过鳍型散热片向空间辐射散热，通过高温导波油传导的热量有限，不会影响声波在高温导波油传导产生的声速大的变化。本发明结构简单、实现方便、成本低。
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
附图说明
图1为本发明的实施例1结构示意图；
图2为本发明的实施例2结构示意图。
图中，1、支座；2、导波棒；3、换能器腔体；4、超声波换能器；5、高温导波油；6、鳍型散热片；7、注液口；8、密封腔。
具体实施方式
如图1所示，一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，至少包括支座1、换能器腔体3以及超声波换能器4，超声波换能器4连接在换能器腔体3内，超声波换能器4与支座1之间有导波棒2，导波棒2前端与支座1固定；后端与超声波换能器4连接。
导波棒2包括：密封腔8、高温导波油5，高温导波油5充填在密封腔8内。。密封腔8前端伸进支座1的槽腔内固定。超声波换能器4表面在高温导波油的密封腔8一端，工作时，超声波换能器4发出的超声波通过耦合剂接触面到导波棒2，导波棒2通过高温导波油5传输超声波至支座1的超声波出口。
导波棒2的密封腔8四周设置有鳍型散热片6。
实施例2
如图2所示，一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，至少包括支座1、换能器腔体3以及超声波换能器4，超声波换能器4连接在换能器腔体3内，超声波换能器4与支座1之间有导波棒2，导波棒2前端与支座1固定；后端与超声波换能器4连接。
所述的导波棒2采用复合材料，复合材料由导声芯料和散热体构成，导声芯料声阻小，便于传波，且热阻较大；散热体散热好。
导波棒2四周设置有鳍型散热片6。
实施例3
如图1所示，在实施例1的基础上，密封腔8靠近超声波换能器4的一端有注液口7，通过注液口7注入高温导波油5。
本发明的耦合剂属于现有公知技术，可以直接从市场购得。
当对高温被测对象检测时，被测对象的部分热量通过鳍型散热片6向空间辐射散热，通过高温导波油5传导的热量有限，而且对超声波信号影响较小。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (6)
1.一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，其特征是：至少包括支座(1)、换能器腔体(3)以及超声波换能器(4)，超声波换能器(4)连接在换能器腔体(3)内，超声波换能器(4)与支座(1)之间有导波棒(2)，导波棒(2)前端与支座(1)固定；后端与超声波换能器(4)连接。
2.根据权利要求1 所述的一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，其特征是：所述的导波棒(2)包括：密封腔(8)、高温导波油(5)，高温导波油(5)充填在密封腔(8)内。
3.根据权利要求2 所述的一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，其特征是：所述的密封腔(8)前端伸进支座(1)的槽腔内固定；
超声波换能器(4)表面在高温导波油的密封腔(8)另一端。
4.根据权利要求1 所述的一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，其特征是：所述的导波棒(2)采用复合材料，复合材料由导声芯料和散热体构成。
5.根据权利要求1 所述的一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，其特征是：所述的导波棒(2)四周设置有鳍型散热片(6)。
6.根据权利要求2 所述的一种适合高温下在线检测的超声波测量探头，其特征是：所述的密封腔(8)靠近超声波换能器(4)的一端有注液口(7)。
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