CN220289503U - 核电厂相控阵探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种核电厂相控阵探头，包括柔性基板，所述柔性基板具有相背的第一表面与第二表面，所述柔性基板的第一表面的一端设有接口，所述接口具有若干通道，所述柔性基板的第一表面上还设有若干压电晶片，所述压电晶片呈长条状，若干所述压电晶片沿所述接口的长度方向间隔设置，且每个所述压电晶片和与之配合的通道电连接。该核电厂相控阵探头制作工序简单、成本低。该核电厂相控阵探头安装方便，可长时间置于需要监测的关键结构或部位。
Description
技术领域
本实用新型涉及核电技术领域，尤其涉及一种核电厂相控阵探头。
背景技术
在核电厂中，对于重要服役结构，或结构某些重点部位，需要对其内部质量进行长时间高精度监测，从而及早发现结构内部损伤，减少事故发生。现有的相控阵探头精度较高，且能实现成像检测，但其价格高昂，生产工艺复杂，多使用整块压电材料板进行切割。而常规的单阵元超声探头价格低廉，但检测精度低，不能对目标区域成像。常规的声发射探头精度较高，但成本较高，也不能实现成像监测。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种核电厂相控阵探头。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂相控阵探头，包括柔性基板，所述柔性基板具有相背的第一表面与第二表面，所述柔性基板的第一表面的一端设有接口，所述接口具有若干通道，所述柔性基板的第一表面上还设有若干压电晶片，所述压电晶片呈长条状，若干所述压电晶片沿所述接口的长度方向间隔设置，且每个所述压电晶片和与之配合的通道电连接。
在一些实施例中，所述压电晶片通过印刷在所述柔性基板上的引线与所述通道连接。
在一些实施例中，所述压电晶片通过导线与所述通道连接。
在一些实施例中，所述压电晶片通过导电胶粘贴于所述柔性基板上。
在一些实施例中，所述压电晶片焊接于所述柔性基板上。
在一些实施例中，所述压电晶片中心间距D满足：
其中，λ为所述压电晶片产生的声波的波长。
在一些实施例中，所述压电晶片的宽度d满足：d<D。
在一些实施例中，所述接口的所述通道的数量不小于所述压电晶片的数量。
在一些实施例中，所述压电晶片包括聚偏二氟乙烯膜。
在一些实施例中，所有所述的压电晶片的尺寸均相同。
实施本实用新型具有以下有益效果：该核电厂相控阵探头制作工序简单、成本低。该核电厂相控阵探头安装方便，可长时间置于需要监测的关键结构或部位。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：
图1是本实用新型一些实施例中的核电厂相控阵探头的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
请参阅图1，本实用新型示出了一种核电厂相控阵探头，包括柔性基板10，柔性基板10具有相背的第一表面10a与第二表面，柔性基板10的第一表面10a的一端设有接口20，接口20具有若干通道21，柔性基板10的第一表面10a上还设有若干压电晶片30，压电晶片30呈长条状，若干压电晶片30沿接口20的长度方向间隔设置，且每个压电晶片30和与之配合的通道21电连接。
在一些实施例中，该压电晶片30通过印刷在柔性基板10上的引线40与通道21连接。
当然，在另一些实施例中，该压电晶片30通过导线与通道21连接。
在一些实施例中，压电晶片30通过导电胶粘贴于柔性基板10上。
在一些实施例中，该压电晶片30焊接于柔性基板10上。
在一些实施例中，压电晶片30的中心间距D满足：
其中，λ为压电晶片30产生的声波的波长(也可以是被定义为压电晶片30产生的声波在被测材料中的波长)，假设中心频率为f，则其计算公式为：
其中，c为被测材料中的声速。
该压电晶片30的宽度d满足：d<D。
优选地，该接口20可以是通过导电胶粘贴在柔性基板10上，或者，该接口20可以是通过焊料焊接在该柔性基板10上。
该接口20可以是通用接口，该接口20的通道21的数量不小于压电晶片30的数量。在另一些实施例中，该接口20可以是设置在柔性基板10的外部。
在一些实施例中，压电晶片30可以是呈长方形或者正方形，优选为长方形，即该压电晶片30可以是呈长方形的长条状结构。
多干压电晶片30沿压电晶片30的宽度方向间隔排布，两两相邻的压电晶片30的间隙可以是均相等。当该压电晶片30为长方形时，该压电晶片30的长度方向可以是与该接口20的长度方向相互垂直。
优选地，所有的压电晶片30的尺寸均相同。
优选地，该压电晶片30包括聚偏二氟乙烯膜(polyvinylidene fluoride，PVDF膜)。聚偏二氟乙烯膜具有以下特点：(1)质量轻，与压电陶瓷相比其密度较低，仅有压电陶瓷PZT的1/4。(2)高电压输出，与压电陶瓷在相同大小的力的作用下，所产生的电压是压电陶瓷的十几倍。(3)频率响应范围宽，其响应的范围在0～500MHz，包括准静态、高低频、超声都具有压电效应。(4)化学稳定性好。由于PVDF独特的分子链结构，可以适合很多严酷恶劣的环境，具备耐潮湿、耐氧化、耐辐射的特点。(5)介电常数大，与其他普通压电材料相比，能够接收较高的电场的作用，介电性能极好。(6)质地柔软，PVDF的密度很小，非常柔软，对被检测材料的表面应力情况不会产生影响。
当然，该压电晶片30还可以是包括但不限于钛酸钡、铌酸钾钠、钛酸铅压电陶瓷、偏铌酸铅、锆钛酸铅压电陶瓷或者石英晶体。当然，该压电晶片30还可以采用其他压电复合材料。
检测时，可先将核电厂相控阵探头固定安装于待监测部位，通过其上的接口20与相控阵主机连接，通过相控阵主机激励核电厂相控阵探头发射声波，并对接收到的信号进行处理，得到目标区域的检测图像。可根据实际需要在结构多个关键部位同时安装核电厂相控阵探头，通过电子开关切换与相控阵主机之间的连接，相控阵主机可定时对每个监测点进行成像，从而实现整个待监测部位的监测。
可以理解地，核电厂相控阵探头制作工序简单、成本低。安装方便，可长时间置于需要监测的关键结构或部位。其可以精确定位接收某点的信号，监测精度远远高于普通单阵元探头。
可以理解地，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于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，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种核电厂相控阵探头，其特征在于，包括柔性基板(10)，所述柔性基板(10)具有相背的第一表面(10a)与第二表面，所述柔性基板(10)的第一表面(10a)的一端设有接口(20)，所述接口(20)具有若干通道(21)，所述柔性基板(10)的第一表面(10a)上还设有若干压电晶片(30)，所述压电晶片(30)呈长条状，若干所述压电晶片(30)沿所述接口(20)的长度方向间隔设置，且每个所述压电晶片(30)和与之配合的通道(21)电连接。
2.根据权利要求1所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述压电晶片(30)通过印刷在所述柔性基板(10)上的引线(40)与所述通道(21)连接。
3.根据权利要求1所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述压电晶片(30)通过导线与所述通道(21)连接。
4.根据权利要求1所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述压电晶片(30)通过导电胶粘贴于所述柔性基板(10)上。
5.根据权利要求1所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述压电晶片(30)焊接于所述柔性基板(10)上。
6.根据权利要求1所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述压电晶片(30)中心间距D满足：
其中，λ为所述压电晶片(30)产生的声波的波长。
7.根据权利要求6所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述压电晶片(30)的宽度d满足：d<D。
8.根据权利要求6所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述接口(20)的所述通道(21)的数量不小于所述压电晶片(30)的数量。
9.根据权利要求1至8任一项所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所述压电晶片(30)包括聚偏二氟乙烯膜。
10.根据权利要求1至8任一项所述的核电厂相控阵探头，其特征在于，所有所述的压电晶片(30)的尺寸均相同。
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