CN217638873U - 用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，阻尼块设置在纵横波晶片上，纵横波电路板设置在纵横波晶片上，纵横波晶片位于阻尼块和纵横波电路板之间；横波超声导线和纵波超声导线均设置在阻尼块内；横波超声导线的两端分别连接阻尼块和纵横波电路板，纵波超声导线的两端分别连接阻尼块和纵横波电路板；同轴线缆的两端分别连接纵横波电路板和连接器；纵横波晶片用于测量超声横波与超声纵波；连接器用于传输超声信号。本实用新型基于超声波传播原理，创新性的使用了超声横波、超声纵波共线路的设计思路，将超声纵、横波晶片一体化加工，配备磁环，能够便捷的适用于现场螺栓轴力测量。

Description

用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体地，涉及一种用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头。

背景技术

目前市场常见的纵横波超声探头，其纵波晶片与横波晶片为左右分布，当纵横波超声探头在螺栓表面固定位置发生变化后，所采集的超声信号就会发生变化。

公开号为CN212159690U的专利文献公开了一种纵横波探头连接结构，其组成包括：电极片，电极片开有外插槽和内插槽，外插槽与内插槽之间具有隔开挡段，外插槽垂直连接外竖夹板和外竖对夹板，外竖夹板与外竖对夹板通过外托板连接，外竖夹板、外竖对夹板、外托板组成外固定槽，外固定槽内紧配合插入横波晶片，外竖夹板与外竖对夹板夹住横波晶片，外竖夹板与外竖对夹板之间的顶部与横波晶片之间焊接连接；内插槽垂直连接内竖夹板和内竖对夹板，内竖夹板与内竖对夹板通过内托板连接，内竖夹板、内竖对夹板、内托板组成内固定槽，内固定槽内紧配合插入纵波晶片，内竖夹板与内竖对夹板夹住纵波晶片，内竖夹板与内竖对夹板之间的顶部与纵波晶片之间焊接连接。但是该专利文献为纵横波探头的连接结构，并非纵横波探头。

公开号为CN1563973A的专利文献公开了一种岩石力学试验超声纵横波测量换能器，所属技术领域：岩石力学测量仪器，一种可在一般岩石力学试验或三轴力学试验中进行纵横波超声参数测试的换能器，选取普通的有机玻璃与钢材料、利用普通纵波压电陶瓷片、根据固体中弹性波理论、利用全反射及折射现象、经有机玻璃三角块转换，实现了横波的垂直入射测试，它也可运用在一般固体材料的横波测试，纵波测试就是将压电陶瓷片与产生横波的三角块一起平贴在钢底板上实现的，钢外壳,既要具有稳定的承压能力,在超声穿透部件又要保证以最大能量透射；通过锁环使上下两部分不移位地连接为一体。但是该专利文献应用于岩石力学测量，不是应用于螺栓轴力测量，且纵横波超声探头的结构与本专利的完全不一致。

公开号为CN211954526U的专利文献公开了一种螺栓轴力的纵横波测量装置，涉及桥梁紧固杆件检测技术领域，一种螺栓轴力的纵横波测量装置包括：纵横波探头、双路脉冲发生模块、纵波脉冲回波检测模块、横波脉冲回波检测模块、主控制器，其中，双路脉冲发生模块用于为纵横波探头提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，纵波激励脉冲和横波激励脉冲分别用于从待测螺栓的一端穿过，沿待测螺栓内部轴向传播，到达待测螺栓的另一端后返回为至纵横波探头，并分别形成纵波回波信号和横波回波信号。但是该专利文献仍然存在在固定发生变化后，超声信号会发生变化的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头。

根据本实用新型提供的一种用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，包括纵横波晶片、磁环、阻尼块、纵横波电路板、同轴线缆、连接器、横波超声导线、纵波超声导线以及封装外壳；

所述纵横波晶片、所述磁环、所述阻尼块、所述纵横波电路板、所述同轴线缆、所述连接器、所述横波超声导线以及所述纵波超声导线均设置在所述封装外壳内；

所述阻尼块设置在所述纵横波晶片上，所述纵横波电路板设置在所述纵横波晶片上，所述纵横波晶片位于所述阻尼块和所述纵横波电路板之间；

所述横波超声导线和所述纵波超声导线均设置在所述阻尼块内；所述横波超声导线的两端分别连接所述阻尼块和所述纵横波电路板，所述纵波超声导线的两端分别连接所述阻尼块和所述纵横波电路板；

所述同轴线缆的两端分别连接所述纵横波电路板和所述连接器；

所述纵横波晶片用于测量超声横波与超声纵波；所述连接器用于传输超声信号。

优选的，所述纵横波晶片包括横波晶片、绝缘层以及纵波晶片；

所述绝缘层设置在横波晶片和所述纵波晶片之间，所述横波超声导线连接设置在所述横波晶片上，所述纵波超声导线连接设置在所述纵波晶片上；

所述阻尼块连接设置在所述横波晶片、所述绝缘层以及所述纵波晶片上。

优选的，所述纵横波晶片由所述横波晶片、所述绝缘层以及所述纵波晶片烧制而成。

优选的，所述横波超声导线与所述横波晶片电焊在一起。

优选的，所述纵波超声导线与所述纵波晶片电焊在一起。

优选的，所述纵横波晶片与所述阻尼块胶注在一起。

优选的，所述横波超声导线和所述纵波超声导线胶注在所述阻尼块中。

优选的，所述纵横波电路板通过胶封固定的方式设置在所述阻尼块正上方。

优选的，所述磁环与所述封装外壳过盈配合连接。

优选的，所述纵横波电路板与所述横波超声导线、所述纵波超声导线电焊在一起。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过采用了纵波晶片与横波晶片同心圆一体化的结构，解决了螺栓轴力测量时数值变化问题；

2、本实用新型通过圆形外形便于在螺栓中心对中，其同心圆晶片结构可实现旋转超声探头时不影响超声信号；

3、本实用新型通过磁吸式固定方式，可将纵横波超声探头磁吸在螺栓表面上实现便捷式测量，可解决人工按压受力不均所造成的超声信号不稳定问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头的剖面图；

图2为本实用新型的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头的俯视图；

图3为本实用新型的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头的后视图；

图4为本实用新型的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头中的纵横波晶片的俯视图；

图5为本实用新型的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头中的纵横波晶片的主视图。

图中示出：

纵横波晶片1 横波超声导线7

磁环2 纵波超声导线8

阻尼块3 封装外壳9

纵横波电路板4 横波晶片10

同轴线缆5 绝缘层11

连接器6 纵波晶片12

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1～5所示，本实施例提供一种用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，包括纵横波晶片1、磁环2、阻尼块3、纵横波电路板4、同轴线缆5、连接器6、横波超声导线7、纵波超声导线8以及封装外壳9。纵横波晶片1、磁环2、阻尼块3、纵横波电路板4、同轴线缆5、连接器6、横波超声导线7以及纵波超声导线8均设置在封装外壳9内，阻尼块3设置在纵横波晶片1上，纵横波电路板4设置在纵横波晶片1上，纵横波晶片1位于阻尼块3和纵横波电路板4之间，横波超声导线7和纵波超声导线8均设置在阻尼块3内；横波超声导线7的两端分别连接阻尼块3和纵横波电路板4，纵波超声导线8的两端分别连接阻尼块3和纵横波电路板4，同轴线缆5的两端分别连接纵横波电路板4和连接器6，纵横波晶片1用于测量超声横波与超声纵波；连接器6用于传输超声信号。

纵横波晶片1与阻尼块3胶注在一起，横波超声导线7和纵波超声导线8胶注在阻尼块3中。纵横波电路板4通过胶封固定的方式设置在阻尼块3正上方。磁环2与封装外壳9过盈配合连接。纵横波电路板4与横波超声导线7、纵波超声导线8电焊在一起。

纵横波晶片1包括横波晶片10、绝缘层11以及纵波晶片12。绝缘层11设置在横波晶片10和纵波晶片12之间，横波超声导线7连接设置在横波晶片10上，纵波超声导线8连接设置在纵波晶片12上，阻尼块3连接设置在横波晶片10、绝缘层11以及纵波晶片12上。纵横波晶片1由横波晶片10、绝缘层11以及纵波晶片12烧制而成。横波超声导线7与横波晶片10电焊在一起，纵波超声导线8与纵波晶片12电焊在一起。

实施例2：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1～5所示，本实施例提供一种纵横波超声探头，其组成包括纵横波晶片1、磁环2、阻尼块3、纵横波电路板4、同轴线缆5、连接器6、横波超声导线7、纵波超声导线8以及封装外壳9。纵横波晶片1由横波晶片10、绝缘层11与纵波晶片12烧制而成，横波晶片10与纵波晶片12的表面电极由绝缘层11分割开来，实现对超声横波与超声纵波的分开测量。

纵横波晶片1与阻尼块3胶注在一起，其中阻尼块3实现对纵波超声信号与横波超声信号的滤波，有效减少纵横波晶片1本身振动所带来的干扰。阻尼块3中胶注有横波超声导线7与纵波超声导线8，横波超声导线7与横波晶片10点焊在一起，纵波超声导线8与纵波晶片12点焊在一起，实现对超声信号的传输。

纵横波电路板4位于阻尼块3正上方，使用胶封固定方式，提高纵横波电路板4抗振性能。横波超声导线7与纵波超声导线8与纵横波电路板4相连，将纵横波超声晶片1发出的超声信号传输至纵横波电路板中，实现滤波以及阻抗匹配功能。纵横波电路板4与连接器6通过同轴电缆5连接，连接器6可通过外界电缆将采集超声信号传输到超声采集设备中，实现对超声波声时的测量。

磁环2位于封装外壳9内，通过过盈配合连接，可将纵横波超声探头磁吸在螺栓表面上实现便捷式测量的目的。

本实用新型基于超声波传播原理，创新性的使用了超声横波、超声纵波共线路的设计思路，将超声纵、横波晶片一体化加工，配备磁环，能够便捷的适用于现场螺栓轴力测量。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，包括纵横波晶片(1)、磁环(2)、阻尼块(3)、纵横波电路板(4)、同轴线缆(5)、连接器(6)、横波超声导线(7)、纵波超声导线(8)以及封装外壳(9)；

所述纵横波晶片(1)、所述磁环(2)、所述阻尼块(3)、所述纵横波电路板(4)、所述同轴线缆(5)、所述连接器(6)、所述横波超声导线(7)以及所述纵波超声导线(8)均设置在所述封装外壳(9)内；

所述阻尼块(3)设置在所述纵横波晶片(1)上，所述纵横波电路板(4)设置在所述纵横波晶片(1)上，所述纵横波晶片(1)位于所述阻尼块(3)和所述纵横波电路板(4)之间；

所述横波超声导线(7)和所述纵波超声导线(8)均设置在所述阻尼块(3)内；所述横波超声导线(7)的两端分别连接所述阻尼块(3)和所述纵横波电路板(4)，所述纵波超声导线(8)的两端分别连接所述阻尼块(3)和所述纵横波电路板(4)；

所述同轴线缆(5)的两端分别连接所述纵横波电路板(4)和所述连接器(6)；

所述纵横波晶片(1)用于测量超声横波与超声纵波；所述连接器(6)用于传输超声信号。

2.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述纵横波晶片(1)包括横波晶片(10)、绝缘层(11)以及纵波晶片(12)；

所述绝缘层(11)设置在横波晶片(10)和所述纵波晶片(12)之间，所述横波超声导线(7)连接设置在所述横波晶片(10)上，所述纵波超声导线(8)连接设置在所述纵波晶片(12)上；

所述阻尼块(3)连接设置在所述横波晶片(10)、所述绝缘层(11)以及所述纵波晶片(12)上。

3.根据权利要求2所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述纵横波晶片(1)由所述横波晶片(10)、所述绝缘层(11)以及所述纵波晶片(12)烧制而成。

4.根据权利要求2所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述横波超声导线(7)与所述横波晶片(10)电焊在一起。

5.根据权利要求2所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述纵波超声导线(8)与所述纵波晶片(12)电焊在一起。

6.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述纵横波晶片(1)与所述阻尼块(3)胶注在一起。

7.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述横波超声导线(7)和所述纵波超声导线(8)胶注在所述阻尼块(3)中。

8.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述纵横波电路板(4)通过胶封固定的方式设置在所述阻尼块(3)正上方。

9.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述磁环(2)与所述封装外壳(9)过盈配合连接。

10.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力测量的纵横波超声探头，其特征在于，所述纵横波电路板(4)与所述横波超声导线(7)、所述纵波超声导线(8)电焊在一起。

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