CN209878680U - 一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头 - Google Patents
一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209878680U CN209878680U CN201920179531.XU CN201920179531U CN209878680U CN 209878680 U CN209878680 U CN 209878680U CN 201920179531 U CN201920179531 U CN 201920179531U CN 209878680 U CN209878680 U CN 209878680U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric wafer
- wafer
- electrode layer
- upper electrode
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，压电晶片上端通过环氧胶水固化有匹配层，压电晶片的下端通过环氧胶水固化有背衬材料，压电晶片上表面通过磁控溅射镀有上电极层，下表面通过磁控溅射镀有下电极层，将镀有上电极层和下电极层的压电晶片和匹配层通过环氧粘接固化成叠层结构，要排除压电晶片和匹配层之间环氧中的气泡，防止影响超声波的传输，压电晶片和匹配层固化成的叠层结构在带一定弧度的工装中加热成型，使叠层结构变为带有一定弧度，弧度的大小根据检测需要定制，所述的压电晶片上表面的上电极层焊接上电极引线，压电晶片下表面的下电极层焊接下电极引线，上电极引线和下电机引线并联接入电学模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，属于超声无损检测技术领域。
背景技术
超声波水浸法是在探头与工件之间填充一定厚度的水层，声波先经过水层，再入射到试件中的一种非接触式超声检测方法。水浸超声检测能够消除直接接触检测中难以控制的因素，使超声波的发射和接收比较稳定。对试件表面光洁度要求不高，探头也不易磨损，耦合稳定，检测结果重复性好。也易于实现自动检测，提高检测速度。在超声检测中，超声波的发射和接收都是通过探头实现的，探头的性能很大程度上决定了超声检测的性能。水浸超声探头分为水浸平探头和水浸聚焦探头，水浸平探头用于检测钢板等表面平直的零部件，水浸聚焦探头分为线聚焦和点聚焦，用于检测表面不平整弯曲的零部件。如图1所示，平面探头声场更容易扩散，聚焦型探头声场在弧面中易于会聚，有利于提高检测能量。在水浸探伤中，为了克服声束在水中的扩散，改善声束的指向性，提高检测灵敏度和分辨力，尤其是对凸弧面工件，常采用聚焦探头进行检测。
随着检测要求越来越高，要求检测的缺陷越来越小，检测灵敏度不断提升，也需要性能更好的水浸聚焦探头。目前市场上的水浸探头都是平直的压电晶片，通过前面增加声透镜来实现水浸探头的聚焦，这种探头制作起来比较容易，也是由于压电陶瓷一般都比较脆，很难做成弯曲的晶片。随着压电复合晶片的出现，由于压电陶瓷中填充了环氧，具有一定的柔韧度，这样自聚焦型水浸探头就成为了可能。本发明就是采用压电复合材料晶片自聚焦的方式，能够将检测灵敏度提高6-10dB，以满足更高检测的要求。
发明内容
针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，通过压电复合材料晶片自聚焦，实现超声会聚作用，从而在检测凸弧面工件时，拥有更高的检测灵敏度。
本实用新型的一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，所述的压电晶片上端通过环氧胶水固化有匹配层，压电晶片的下端通过环氧胶水固化有背衬材料，所述的压电晶片上表面通过磁控溅射镀有上电极层，下表面通过磁控溅射镀有下电极层，将镀有上电极层和下电极层的压电晶片和匹配层通过环氧粘接固化成叠层结构，要排除压电晶片和匹配层之间环氧中的气泡，防止影响超声波的传输，所述的压电晶片和匹配层固化成的叠层结构在带一定弧度的工装中加热成型，使叠层结构变为带有一定弧度，弧度的大小根据检测需要定制，所述的压电晶片上表面的上电极层焊接上电极引线，压电晶片下表面的下电极层焊接下电极引线，上电极引线和下电机引线并联接入电学模块。
所述的匹配层放入探头外壳中，将100g的背衬材料倒入外壳中使整体固化连接，所述的背衬材料由环氧和粉末颗粒混合搅拌而成，所述的上电极引线和下电极引线分别焊接到同轴电缆上并装入护线套。
所述的匹配层采用聚合物和填料按照不同填充比来调配。
所述的压电晶片为压电陶瓷和环氧复合材料。
所述的背衬材料为含有气孔的高声阻抗高声衰减的复合材料，如在环氧树脂中填入高填充比的钨粉制备背衬，为提高声衰减系数，适当增加基料的柔性，即进行改性处理，通过加入聚硫橡胶的方法实现。
本实用新型的有益效果为：本实用新型一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，通过压电复合材料晶片自聚焦，实现超声会聚作用，从而在检测凸弧面工件时，拥有更高的检测灵敏度。
附图说明
为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1本发明的主视剖面图。
图中：2-1匹配层，2-2压电晶片；2-3探头外壳；2-4背衬材料；2-5上电极引线；2-6护线套；2-7同轴电缆；2-8 电学模块；2-9下电极引线；2-10上电极层；2-11下电极层。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
如图1所示，一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，所述的压电晶片2-2上端通过环氧胶水固化有匹配层2-1，压电晶片的下端通过环氧胶水固化有背衬材料，所述的压电晶片2-2上表面通过磁控溅射镀有上电极层2-10，下表面通过磁控溅射镀有下电极层2-11，将镀有上电极层2-10和下电极层2-11的压电晶片2-2和匹配层2-1通过环氧粘接固化成叠层结构，要排除压电晶片2-2和匹配层2-1之间环氧中的气泡，防止影响超声波的传输，所述的压电晶片2-2和匹配层2-1固化成的叠层结构在带一定弧度的工装中加热成型，使叠层结构变为带有一定弧度，弧度的大小根据检测需要定制，所述的压电晶片2-2上表面的上电极层焊接上电极引线2-5，压电晶片2-2下表面的下电极层焊接下电极引线2-9，上电极引线2-5和下电机引线2-9并联接入电学模块2-8。
所述的匹配层2-1放入探头外壳2-3中，将100g的背衬材料倒入外壳中使整体固化连接，所述的背衬材料2-4由环氧和粉末颗粒混合搅拌而成，所述的上电极引线2-5和下电极引线2-9分别焊接到同轴电缆2-7上并装入护线套2-6，所述的匹配层2-1采用聚合物和填料按照不同填充比来调配，所述的压电晶片2-2为压电陶瓷和环氧复合材料，所述的背衬材料2-4为含有气孔的高声阻抗高声衰减的复合材料，如在环氧树脂中填入高填充比的钨粉制备背衬，为提高声衰减系数，适当增加基料的柔性，即进行改性处理，通过加入聚硫橡胶的方法实现。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征、本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，其特征在于:压电晶片上端通过环氧胶水固化有匹配层，压电晶片的下端通过环氧胶水固化有背衬材料，所述的压电晶片上表面通过磁控溅射镀有上电极层，下表面通过磁控溅射镀有下电极层，镀有上电极层和下电极层的压电晶片和匹配层通过环氧粘接固化成叠层结构，所述的压电晶片和匹配层固化成的叠层结构在带一定弧度的工装中加热成型，所述的压电晶片上表面的上电极层焊接上电极引线，压电晶片下表面的下电极层焊接下电极引线，上电极引线和下电机引线并联接入电学模块。
2.根据权利要求1所述的一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，其特征在于：所述的上电极引线和下电极引线分别焊接到同轴电缆上并装入护线套。
3.根据权利要求1所述的一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，其特征在于：所述的压电晶片为压电陶瓷和环氧复合材料压制而成。
4.根据权利要求1所述的一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头，其特征在于：所述的背衬材料为含有气孔的高声阻抗高声衰减的复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920179531.XU CN209878680U (zh) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | 一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920179531.XU CN209878680U (zh) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | 一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209878680U true CN209878680U (zh) | 2019-12-31 |
Family
ID=68952281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920179531.XU Active CN209878680U (zh) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | 一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209878680U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112098516A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-18 | 国家电网有限公司 | 一种超声检测用传感器及其信号处理方法 |
| CN112179992A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-05 | 广州多浦乐电子科技股份有限公司 | 中心自聚焦圆环阵探头 |
| CN113210241A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-08-06 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 超声波发射/接收传感器及其制备方法 |
| CN117019608A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 中北大学 | 一种高性能空气耦合超声点聚焦换能器及其制备方法 |
-
2019
- 2019-02-01 CN CN201920179531.XU patent/CN209878680U/zh active Active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112179992A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-05 | 广州多浦乐电子科技股份有限公司 | 中心自聚焦圆环阵探头 |
| CN112098516A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-18 | 国家电网有限公司 | 一种超声检测用传感器及其信号处理方法 |
| CN112098516B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-10-04 | 国家电网有限公司 | 一种超声检测用传感器及其信号处理方法 |
| CN113210241A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-08-06 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 超声波发射/接收传感器及其制备方法 |
| CN113210241B (zh) * | 2021-04-01 | 2022-08-23 | 航天科工防御技术研究试验中心 | 超声波发射/接收传感器及其制备方法 |
| CN117019608A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 中北大学 | 一种高性能空气耦合超声点聚焦换能器及其制备方法 |
| CN117019608B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-01-05 | 中北大学 | 一种高性能空气耦合超声点聚焦换能器及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN209878680U (zh) | 一种凸弧面工件超声自动化检测用复合材料晶片自聚焦水浸探头 | |
| US3794866A (en) | Ultrasonic search unit construction | |
| CN210690492U (zh) | 一种奥氏体粗晶焊缝检测用1.8MHz双矩阵相控探头 | |
| CN110191405B (zh) | 双频大尺寸压电复合材料球形换能器及其制备方法 | |
| KR101481761B1 (ko) | 음향 변환기를 본체에 음향적으로 결합하기 위한 커플링 소자 및 이 커플링 소자를 포함하는 음향 변환기 | |
| CN108387611B (zh) | 一种监测钢筋锈蚀的环形传感器及其制备方法 | |
| CN101364632B (zh) | 一种应用于超声换能器和传感器的压电元件及其制造方法 | |
| US4430593A (en) | Acoustic transducer | |
| CN106353408A (zh) | 一种压电超声直探头 | |
| CN206161599U (zh) | 一种压电超声直探头 | |
| CN112666262B (zh) | 用于锂电池外壳激光焊缝超声波无损检测的超声检测探头 | |
| CN209858486U (zh) | 一种奥氏体薄壁管焊缝小盲区高信噪比的瓦状复合晶片纵波斜探头 | |
| CN209927782U (zh) | 一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头 | |
| CN109030625B (zh) | 一种复合材料粘接缺陷检测的装置及方法 | |
| CN107884478A (zh) | 一种用于手动检测的高分辨超声探头 | |
| CN202614728U (zh) | 一种用于非接触式检测的新型空气超声探头 | |
| CN209810601U (zh) | 一种低频压电超声换能器 | |
| CN212433069U (zh) | 超声相控阵探头及电熔焊接接头检测系统 | |
| CN209927784U (zh) | 一种角焊缝超声检测用带水囊增强耦合型2d矩阵探头 | |
| CN102143423A (zh) | 超声换能器超声阻抗匹配层及其制作方法、超声换能器 | |
| CN110548664B (zh) | 一种变模态磁集中器式兰姆波电磁声换能器 | |
| CN2251138Y (zh) | 小径薄壁管对接焊缝检验用超声波探头 | |
| CN209927781U (zh) | 一种螺栓无损检测用三角形阵元排列的8×8矩阵超声探头 | |
| CN209927780U (zh) | 一种pe管热熔接头检测用水囊楔块相控阵探头 | |
| CN113960157A (zh) | 一种双模检测装置及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |