CN201408180Y - 用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头，由长方形金属壳体、同轴电缆插座、防护底面连接构成，在金属壳体上表面及一侧面形成的斜端面上固装一同轴电缆插座，在金属壳体的底部安装一防护底面形成一密封腔体，在密封腔体内的防护底面上安装一斜楔块，在斜楔块与同轴电缆插座相对的斜面上贴装一压电晶片，该压电晶片的两极分别通过电缆线与同轴电缆插座的两极相连，在压电晶片的上表面上安装一阻尼块，压电晶片所生成的声束入射角α为45度。本实用新型具有操作简单、性能可靠的特点，可广泛地应用于电力铁塔角钢材料的入网验收及电力铁塔运行过程中的在线检查，对于保证电力铁塔和输电线路的安全稳定运行有着重大的意义。
Description
技术领域
本实用新型属于超声导波检测领域，尤其是一种用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头。
背景技术
电力铁塔是电力传输工程中的重要设备。固装在地面上的电力铁塔主要由角钢连接构成并具有一定的防风、防雨、抗覆冰以及防腐蚀等能力，以保证电力传输的正常工作。在电力铁塔的实际运行过程中，角钢在经受一定的风吹日晒以及空气中各种有害物质的侵袭后会出现不同程度的裂纹或被腐蚀等情况，严重时会发生电力铁塔倒塔事故，造成巨大的经济损失。为了消除这种安全隐患，应当及时对电力铁塔角钢进行检测以发现问题并采取有效的补救措施，防止电力铁塔倒塔事故的发生。目前还没有针对电力铁塔角钢是否存在缺陷进行检测的超声导波探头。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、性能可靠、使用简便的用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头，由长方形金属壳体、同轴电缆插座、防护底面连接构成，在金属壳体上表面及一侧面形成的斜端面上固装一同轴电缆插座，在金属壳体的底部安装一防护底面形成一密封腔体，在密封腔体内的防护底面上安装一斜楔块，在斜楔块与同轴电缆插座相对的斜面上贴装一压电晶片，该压电晶片的两极分别通过电缆线与同轴电缆插座的两极相连，在压电晶片的上表面上安装一阻尼块，压电晶片所生成的声束入射角α为45度。
而且，所述的斜楔块为底面与防护底面安装在一起的三角形楔块。
而且，所述的密封腔体内充满吸声材料。
而且，所述的压电晶片采用PZT5压电晶片。
本实用新型的优点和积极效果是：
1.本超声导波探头将压电晶片安装在斜楔块上形成一定的声束入射角α度，能够在电力铁塔角钢中激发出指定模态的超声导波，并完成回波的接收，有效地减小了由于导波频散现象给检测带来的干扰，保证了检测的准确性。
2.本超声导波探头在压电晶片表面上垂直安装一阻尼块，由于该阻尼块采用环氧树脂与钨粉的混合物具有吸声性能良好的特点，能够获得宽脉冲窄频带的超声导波，保证了超声导波探头的激励接收效果。
3.本超声导波探头充分利用超声导波在电力铁塔角钢中的传播特性以及缺陷回波反射信号，既可以检测出对于电力铁塔角钢有较大危害的横向面缺陷和体积形缺陷，同时也可根据回波的情况评价角钢的腐蚀情况，在检测时，只需将超声导波探头放在被检测角钢表面的一点上即可实现对整根角钢的检测，具有操作简单、快速、高效的特点，节约了检测成本。
4.本实用新型设计合理，具有操作简单、快速、准确、高效的特点，可广泛地应用于电力铁塔角钢材料的入网验收及电力铁塔运行过程中的在线检查，对于保证电力铁塔和输电线路的安全稳定运行有着重大的意义。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
一种用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头，如图1所示，包括长方形金属壳体8、同轴电缆插座1、防护底面9、阻尼块4、压电晶片5、斜楔块6、在金属壳体上表面及一侧面形成的斜端面2上固装一同轴电缆插座，该同轴电缆插座可通过同轴电缆与超声波发生器相连接进行信号的传递。在金属壳体的底部安装一防护底面与金属壳体形成一密封腔体，该防护层底面为有机玻璃起到对斜楔块的保护作用，延长超声导波探头的使用寿命，在密封腔体内的防护底面上安装一三角形的斜楔块，该三角形的斜楔块的底面与防护底面安粘贴在一起，在与同轴电缆插座相对的斜楔块斜面上贴装一压电晶片，该压电晶片的两极分别通过两条电缆线3与同轴电缆插座两极相连，压电晶片所生成的声束入射角α为45度，在压电晶片的上表面上安装一阻尼块，该阻尼块由环氧树脂与钨粉混合制成，在密封腔体内的其他空间里充满了吸声材料，该吸声材料为软木。
本超声导波探头采用倾斜入射的方式，通过特定的声束入射角α度能够激发出指定模态的导波，从而在电力铁塔角钢中激发出适合检测的指定模态的导波，通常电力铁塔角钢的厚度为4-8cm，因此，通过斜楔块与压电晶片的安装关系形成45度的声束入射角α。
安装在压电晶片上表面的阻尼块使用环氧树脂与钨粉混合制成的材料，该材料具有吸声性能良好且可任意调节配比，能够获得不同的声阻抗与吸声效果，从而得到宽脉冲窄频带的导波，使得激励接收效果最佳。
安装在斜楔块上的压电晶片采用PZT5压电晶片，其性能参数为：密度ρ＝7700kg/m3，压电应变常数d31＝-195×10-12C/N，机电耦合系数k＝0.73，损耗因子tgδ＝0.015，该压电晶片尺寸为20×20mm，探头频率选择1MHz。
本超声导波探头的工作原理是：超声导波探头通过同轴电缆接收超声波发生器的电信号，在逆压电效应下，压电晶片接受振荡的电信号发生机械振动而产生超声波，超声波透入斜楔块中，在斜楔块与接触的角钢表面上发生折射，使超声波进入角钢中进行检测；当有回波信号时，回波(机械信号)在介质界面发生折射后，能量传递给压电晶片，在压电效应的作用下，机械信号转化成电信号，通过同轴电缆及同轴电缆传递给超声波发生器中显示出来。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (4)
1.一种用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头，由长方形金属壳体、同轴电缆插座、防护底面连接构成，在金属壳体上表面及一侧面形成的斜端面上固装一同轴电缆插座，在金属壳体的底部安装一防护底面形成一密封腔体，在密封腔体内的防护底面上安装一斜楔块，在斜楔块与同轴电缆插座相对的斜面上贴装一压电晶片，该压电晶片的两极分别通过电缆线与同轴电缆插座的两极相连，在压电晶片的上表面上安装一阻尼块，其特征在于：压电晶片所生成的声束入射角α为45度。
2.根据权利要求1所述的用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头，其特征在于：所述的斜楔块为底面与防护底面安装在一起的三角形楔块。
3.根据权利要求1所述的用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头，其特征在于：所述的密封腔体内充满吸声材料。
4.根据权利要求1所述的用于电力铁塔角钢检测的超声导波探头，其特征在于：所述的压电晶片采用PZT5压电晶片。
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