CN2547602Y - 检测火车轮箍的超声波探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型属用于检测轮箍的超声波检测仪器的部件。本探头的外壳的基本形状是长方形壳体；第一晶片组粘接固定在第一延迟块的位于上方的端面上而构成第一发射接收组件，第二晶片组粘接固定在第二延迟块的位于上方的端面上而构成第二发射接收组件；第一发射接收组件、第二发射接收组件通过吸声材料块与外壳固定粘接；第一晶片组的压电晶片的发射接收面向下向左设置，第二晶片组的压电晶片的发射接收面向下向右设置；各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的度数α为20度至78度；整个探头的下端面的形状是与需测轮箍的径向外周弧面相对应的圆弧面。本探头使用时检测准确、省时省力。

Description

检测火车轮箍的超声波探头

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测轮箍的超声波检测仪器的部件，尤其是涉及一种用于检测火车轮箍的超声波无损检测探头。

背景技术

现有的用超声波无损检测火车轮箍(或称轮毂)的探头，如中国96232076.5号实用新型专利申请公开了一种“检测火车轮箍的超声波探头”。该探头使用时，是将探头放置在火车轮箍的轮圈主体的径向外表面的圆周面上，因设置三组超声波发射接收部件，且形成一定的角度，可以对火车轮箍的各部分尤其是轮沿进行检测、准确率也较高。但是使用该探头时，须沿着轮箍周向缓缓移动探头、并使探头沿着轮箍周向相对旋转一周，这种检测方法费时费力、且对于轮箍与铁轨接触的部分不能一次检测，需使车厢或机车的轮箍转动一定角度后才能检测。中国95240656号实用新型专利申请公开了一种用于“探测管棒板材及轮箍的超声波无盲区探头”，该探头采用前后设置的两组发射接收组件，每组发射接收组件包括一片压电晶片和一个延迟块，两片压电晶片向下向内相对设置，该探头的使用解决了探测有关金属材料时所存在上盲区的问题，但是具体操作时仍存在费时费力的问题，对于火车轮箍的轮沿部分难以探测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使用时检测准确、省时省力的用于检测火车轮箍的超声波探头。

实现本实用新型目的的技术方案是：本超声波探头具有金属外壳、接线座、吸声材料块、第一延迟块、第二延迟块、第一晶片组和第二晶片组；外壳的基本形状是一无下面板的长方形壳体，该长方形壳体基本由上面板、左面板、前面板、右面板和后面板构成；左面板的下沿和右面板的下沿所确定的一个端面H即为本探头的基准下端面。接线座固定在外壳上，第一晶片组、第二晶片组与外壳、接线座之间通过相应的导线电连接；第一晶片组粘接固定在第一延迟块的位于上方的端面上而构成第一发射接收组件，第二晶片组粘接固定在第二延迟块的位于上方的端面上而构成第二发射接收组件；第一发射接收组件、第二发射接收组件和吸声材料块设置在外壳中，且第一发射接收组件、第二发射接收组件通过吸声材料块与外壳固定粘接；第一发射接收组件和第二发射接收组件按左右方向设置；其结构特点是：第一晶片组的压电晶片的发射接收面向下向左设置，第二晶片组的压电晶片的发射接收面向下向右设置；各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的度数、也即各发射接收组件的发射接收角的度数α为20度至78度；整个探头的下端面的形状是与需测轮箍的径向外周弧面相对应的圆弧面；压电晶片的中心至本探头基准下端面的距离b为5毫米至15毫米。

本实用新型的探头可以设计成双侧均为单角度发射的形式，上述第一晶片组和第二晶片组所包括的压电晶片的数量均为一片，它们是第一晶片组第一压电晶片和第二晶片组第一压电晶片；第一延迟块和第二延迟块的形状基本相对称；各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的棱与外壳的前面板所在平面互相垂直；第一发射接收组件的发射接收角的度数与第二发射接收组件的发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度、或64至69度、或20至67度；本探头还具有开关；第一晶片组第一压电晶片的发射接收面和第二晶片组第一压电晶片的发射接收面通过导线和外壳与接线座的座体电连接；第二晶片组第一压电晶片的背面通过导线与开关的一个接点电连接，开关的另一个接点通过导线与第一晶片组第一压电晶片的背面以及接线座的芯线电连接。

本实用新型的探头可以设计成一侧为单角度发射、另一侧为单角度接收的形式，上述第一晶片组和第二晶片组所包括的压电晶片的数量均为一片，它们是第一晶片组第一压电晶片和第二晶片组第一压电晶片；第一延迟块和第二延迟块的形状基本相对称；各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的棱与外壳的前面板所在平面互相垂直；第一发射接收组件的发射接收角的度数与第二发射接收组件的发射接收角的度数相等，其发射接收角的度数为70度至78度、或64至69度、或20至67度；本探头还具有开关；固定在外壳上的接线座有两个，它们是第一接线座和第二接线座；第一晶片组第一压电晶片的发射接收面和第二晶片组第一压电晶片的发射接收面通过导线和外壳与第一接线座的座体和第二接线座的座体电连接；第二晶片组第一压电晶片的背面通过导线与开关的一个接点电连接，开关的另一个接点通过导线与第一接线座的芯线电连接；第一晶片组第一压电晶片的背面通过导线与第二接线座的芯线电连接。

本实用新型的探头可以设计成双侧均为双角度发射的形式，上述第一晶片组和第二晶片组所包括的压电晶片的数量均为两片，它们是第一晶片组的第一压电晶片和第二压电晶片以及第二晶片组的第一压电晶片和第二压电晶片；第一延迟块和第二延迟块的形状基本相对称，各延迟块设置压电晶片的端面有两个，它们按前后方向设置，且分别位于不同的平面内；第一延迟块的设置第一晶片组的第一压电晶片的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块的设置第二晶片组的第一压电晶片的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度；第一延迟块的设置第一晶片组的第二压电晶片的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的中部或内侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块的设置第二晶片组的第二压电晶片的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的中部或内侧检测发射接收角的度数相等，其数值为64度至69度或20度至67度；上述各两面角的棱与外壳的前面板所在平面互相垂直；本探头还具有开关；第一晶片组的第一压电晶片的发射接收面和第二压电晶片的发射接收面以及第二晶片组的第一压电晶片的发射接收面和第二压电晶片的发射接收面通过导线和外壳与接线座的座体电连接；第二晶片组的第一压电晶片的背面和第二压电晶片的背面通过导线与开关的一个接点电连接，开关的另一个接点通过导线与第一晶片组第一压电晶片的背面、第二压电晶片的背面以及接线座的芯线电连接。

本实用新型的探头可以设计成一侧为三角度发射、另一侧为三角度接收的形式，上述第一晶片组和第二晶片组所包括的压电晶片的数量均为三片，它们是第一晶片组的第一压电晶片、第二压电晶片和第三压电晶片以及第二晶片组的第一压电晶片、第二压电晶片和第三压电晶片；第一延迟块和第二延迟块的形状基本相对称；各延迟块设置压电晶片的端面有三个，它们按前后方向设置，且分别位于不同的平面内；第一延迟块的设置第一晶片组的第一压电晶片的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块的设置第二晶片组的第一压电晶片的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度；第一延迟块的设置第一晶片组的第二压电晶片的位于中间的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的中部检测发射接收角的度数，与第二延迟块的设置第二晶片组的第二压电晶片的位于中间的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的中部检测发射接收角的度数相等，其数值为64度至69度；第一延迟块的设置第一晶片组的第三压电晶片的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块的设置第二晶片组的第三压电晶片的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数相等，其数值为20度至67度；上述各两面角的棱与外壳的前面板所在平面互相垂直；本探头还具有开关；第一晶片组的第一压电晶片的发射接收面、第二压电晶片的发射接收面和第三压电晶片的发射接收面以及第二晶片组的第一压电晶片的发射接收面、第二压电晶片的发射接收面和第三压电晶片的发射接收面通过导线和外壳与接线座的座体电连接；第二晶片组的第一压电晶片的背面、第二压电晶片的背面和第三压电晶片的背面通过导线与开关的一个接点电连接，开关的另一个接点通过导线与第一晶片组的第一压电晶片的背面、第二压电晶片的背面和第三压电晶片的背面以及接线座的芯线电连接。

本探头还具有隔声片，隔声片设置在外壳中，且位于第一发射接收组件和第二发射接收组件的中间。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的超声波探头在设计时根据火车轮箍的大小和轮箍轮圈的厚薄选择发射接收角的度数为70度至78度中的一个角度，可以用于对轮箍的径向圆周外侧部位进行检测。使用时，若以轮箍的轴向设定前后、以垂直于地面的直径设定轮箍的左右，将探头的带有弧度的下端面贴合在火车轮箍的径向外周弧面上且可位于轮箍前后向的中间，并按探头的前后面与轮箍的轴向端面相平行放置，在探头的下端面与轮箍之间滴有用于相互紧密贴合的机油；在接线座上插上与超声波仪相连接的插头，打开超声波仪上的检测开关后，即可对火车轮箍进行超声波无损探伤。以双侧均为单角度发射的探头为例，在开关断开的情况下，只有一组发射接收组件工作，此时，探头发出的超声波经过3次反射后仍能对火车轮箍的位于前后向中间的外侧部位进行有效探测，对于直径为1050毫米的火车轮箍，可以探测的范围达到或接近半圈。若在超声波的4次波所经过范围内若轮箍的位于中间的外侧部位无任何缺陷，则在超声波仪的显示器中只显示水平波线；若轮箍的这些部位有缺陷，则超声波在该缺陷部位所产生的回波即可在超声波仪显示出尖峰的波形。若要对位于前端的外侧部位或位于后端的外侧部位进行检测，只须前后转动探头约1至3度即可检测接近半圈的外侧部位，当向后转动探头后，本探头所发出的超声波还可对轮沿部分进行检测。该探头使用时还可相对于轮箍的径向外周弧面进行滑动，在相对滑动中对轮箍进行无损超声波检测；当本实用新型的超声波探头设计时根据火车轮箍的大小和轮箍轮圈的厚薄选择发射接收角的度数为64度至69度中的一个角度时，可以对轮箍的中间部分进行检测。当本实用新型的超声波探头设计时根据火车轮箍的大小和轮箍轮圈的厚薄选择发射接收角的度数为20度至67度中的一个角度时、可以对轮箍的径向圆周内侧部位进行检测。由此可知，本实用新型的探头检测时，扫射范围大、并保持超声波检测准确的优点，因而省时、省力，当上述双侧单角度发射的探头，在开关接通的情况下，两组发射接收组件同时工作，更加省时省力。本实用新型除实施例所举例的探头外，还可根据本实用新型的原理设计出其他形式的探头。这些探头与相应的超声波仪配合使用时，均能达到省时省力的效果，若将几种形式的探头配合使用，可以达到更佳效果。例如，先以三发三收的探头进行检测时，打开开关，只要在相距一定角度(例如90度)的两个位置之间进行滑动检测，再转动探头的前后方向在该两个位置之间进行滑动检测，即可对整个轮箍进行无损超声波探伤，若无缺陷，再复测一次即完成了对一个轮箍的检测，既可进行下一个轮箍的检测；若有缺陷，则关断开关从示波仪是否存在缺陷尖峰而断定是左右侧的哪一侧发生缺陷；再用不同发射接收角度的双侧单角度发射的探头确定缺陷是位于何部位，以便进行后续处理。本实用新型不仅可以用于检测火车轮箍，也可以用于其它装备或运输工具的轮箍的检测，具有较为广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型双侧单角度发射探头的结构示意图。

图1-1为本实用新型外壳以及外壳上固定有接线座的立体示意图。

图2为图1所示结构的探头所采用的发射超声波的角度是用于检测轮箍外侧部位损伤情况的示意图。

图3为图1所示结构的探头所采用的发射超声波的角度是用于检测轮箍中间部位损伤情况的示意图。

图4为图1所示结构的探头所采用的发射超声波的角度是用于检测轮箍内侧部位损伤情况的示意图。

图5为本实用新型一侧单角度发射另一侧单角度接收探头的结构示意图。

图6为图5所示结构的探头发射和接收超声波的示意图，图中所示的发射接收角度的超声波用于检测轮箍外侧部位的损伤情况。

图7为本实用新型双侧双角度发射探头的结构示意图。

图8为图7所示结构的探头发射超声波的示意图，图中所示的发射角度的超声波用于检测轮箍外侧部位以及内侧部位的损伤情况。

图9为本实用新型一侧三角度发射另一侧为三角度接收探头的结构示意图。

图10为图9所示结构的探头发射和接收超声波的示意图，图中所示的发射接收角度的超声波用于检测轮箍外侧部位、中间部位以及内侧部位的损伤情况。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的超声波探头具有金属外壳11、接线座12、吸声材料块13、隔声片2、第一延迟块3、第二延迟块4、第一晶片组5的第一压电晶片、第二晶片组6的第一压电晶片和开关8。

见图1-1，外壳11为铝制，其基本形状是一无下面板的长方形壳体，该长方形壳体11基本由上面板11-1、左面板11-2、前面板11-3、右面板11-4和后面板构成。外壳11的左面板11-2的下沿和右面板11-4的下沿所确定的一个端面H即为本探头的基准下端面。接线座12的外壳为铝壳，内部装有芯线座。

第一延迟块3和第二延迟块4用航空有机玻璃制成，第一延迟块3和第二延迟块4的形状基本相对称，均为四棱柱体。第一晶片组5的第一压电晶片和第二晶片组6的第一压电晶片均选用高钛酸铅压电陶瓷片PT6。

仍见图1，第一晶片组5的第一压电晶片粘接固定在第一延迟块3的位于上方的端面上、且导线从压电晶片的两个极性面引出而构成第一发射接收组件；第二晶片组6的第一压电晶片粘接固定在第二延迟块4的位于上方的端面上、且导线从压电晶片的两个极性面引出而构成第二发射接收组件。第一晶片组第一压电晶片51的作为发射接收面的极性面和第二晶片组第一压电晶片61的作为发射接收面的极性面通过导线71和外壳11与接线座12的座体电连接；第二晶片组第一压电晶片61的作为背面的极性面通过导线72与开关8的一个接点电连接，开关8的另一个接点通过导线73与第一晶片组第一压电晶片51的作为背面的极性面以及接线座12的芯线电连接。

第一发射接收组件、第二发射接收组件、橡胶类材料制成的隔声片2设置在外壳11中，且第一发射接收组件和第二发射接收组件按左右方向设置，隔声片2设置在第一发射接收组件和第二发射接收组件中间；使第一晶片组5的第一压电晶片的发射接收面向下向左设置，第二晶片组6的第一压电晶片的发射接收面向下向右设置；用以环氧树脂为主要成分的吸声材料封装，使外壳11内各部件固定连为一体并与外壳11固定连接，吸声材料固化后成为吸声材料块13。压电晶片的中心至本探头基准下端面的距离b为10毫米。接线座12的壳体焊接固定在外壳11上。

各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的度数、也即相应的发射接收组件发射接收角的度数α。对于每一个具体探头来说其各个发射接收组件的发射接收角的度数为一确定数值，可以在20度至78度的范围内选择。若主要对火车轮箍的径向圆周外侧部位进行检测，则在70度至78度的范围内，根据火车轮箍的大小和轮箍轮圈的厚薄选择其中的一个数值作为发射接收角，而得到本实用新型的超声波探头10。若主要对火车轮箍的中间部分进行检测，则在64度至69度的范围内，根据火车轮箍的大小和轮箍轮圈的厚薄选择其中的一个数值作为发射接收角，而得到本实用新型的超声波探头20。若要对火车轮箍的径向圆周内侧部位进行检测，则在20度至67度的范围内，根据火车轮箍的大小和轮箍轮圈的厚薄选择其中的一个数值作为发射接收角，而得到本实用新型的超声波探头30。

为适应火车轮箍径向圆周面的弧度，本探头在安装完成后，还需进行底部的磨平，使本探头的下端面先成为基准下端面，再通过机加工使本探头的下端面的形状成为与需测轮箍的径向外周弧面相对应的圆弧面。

见图2，本实施例中的超声波探头10用于对火车轮箍9的径向圆周外侧部位进行检测时，若以轮箍的轴向设定前后、以垂直于地面的直径设定轮箍的左右，将探头的带有弧度的下端面贴合在火车轮箍的径向外周弧面上且可位于轮箍前后向的中间，并按探头的前后面与轮箍的轴向端面相平行放置，在探头的下端面与轮箍之间滴有用于相互紧密贴合的机油；在接线座上插上与超声波仪相连接的插头，打开超声波仪上的检测开关后，即可对火车轮箍进行超声波无损探伤。在开关断开的情况下，只有一组发射接收组件工作，此时，探头发出的超声波经过3次反射后仍能对火车轮箍的位于前后向中间的外侧部位进行有效探测，对于直径为1050毫米的火车轮箍，可以探测的范围达到或接近半圈。若在超声波的4次波所经过范围内若轮箍的位于中间的外侧部位无任何缺陷，则在超声波仪的显示器中只显示水平波线；若轮箍的这些部位有缺陷，则超声波在该缺陷部位所产生的回波即可在超声波仪显示出尖峰的波形。若要对位于前端的外侧部位或位于后端的外侧部位进行检测，只须前后转动探头约1至3度即可检测接近半圈的外侧部位，当向后转动探头后，本探头所发出的超声波还可对轮沿部分91进行检测。该探头使用时还可相对于轮箍的径向外周弧面进行滑动，在相对滑动中对轮箍进行无损超声波检测。在开关接通的情况下，两组发射接收组件同时工作，扫射的范围更大。

图3给出了本实施例中的超声波探头20用于对火车轮箍9的中间部分进行检测工作时的示意图，其中的开关8处于接通状态。图4给出了本实施例中的超声波探头30用于对火车轮箍9的径向圆周内侧部位进行检测工作时的示意图，开关8处于断开状态。

(实施例2)

见图5，本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：本实施例中固定在外壳11上的接线座12有两个，它们是第一接线座121和第二接线座122；第一晶片组第一压电晶片51的发射接收面和第二晶片组第一压电晶片61的发射接收面通过导线71和外壳11与第一接线座121的座体和第二接线座122的座体电连接；第二晶片组第一压电晶片61的背面通过导线72与开关8的一个接点电连接，开关8的另一个接点通过导线73与第一接线座121的芯线电连接；第一晶片组第一压电晶片51的背面通过导线74与第二接线座122的芯线电连接，从而构成本实施例的超声波探头40。

本实施例的超声波探头40的压电晶片的发射接收角使用时，将超声波仪的输出接头与本实施例中的第二接线座122插接，将超声波仪的输入接头与本实施例中的第一接线座121插接，使开关8处于接通状态。

见图6，本实施例中的第二接线座122将超声波仪的信号传递给第一发射接收组件中的压电晶片，压电晶片在电信号的作用下进行震荡而产生超声波，因为压电晶片的背面与吸声材料块相接触，故超声波的主声波由压电晶片的发射接收面沿图中箭头所示方向发出；隔声片2可以对超声波的一些次波进行阻挡。超声波通过延迟块后，一些较弱的杂波被吸收，经涂覆于探头与轮箍之间的机油或者水的偶合进入轮箍9之中，经过7次反射到达第二发射接收组件的压电晶片，信号由第一接线座121传递给超声波仪。在超声波的所经过范围内若轮箍的外侧部位无任何缺陷，则在超声波仪的显示器中只显示水平波线；若轮箍9的这些部位有缺陷，则超声波在该缺陷部的传递产生阻碍和回波，则在超声波仪显示出尖峰的波形。

(实施例3)

见图7，本实施例的其余部分与实施例1相同，不同之处在于：第一晶片组5和第二晶片组6所包括的压电晶片的数量均为两片，它们是第一晶片组5的第一压电晶片51和第二压电晶片52以及第二晶片组6的第一压电晶片61和第二压电晶片62；第一延迟块3和第二延迟块4的形状基本相对称，各延迟块设置压电晶片的端面有两个，它们按前后方向设置，且分别位于不同的平面内；第一延迟块3的设置第一晶片组5的第一压电晶片51的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块4的设置第二晶片组6的第一压电晶片61的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度；第一延迟块3的设置第一晶片组5的第二压电晶片52的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块4的设置第二晶片组6的第二压电晶片62的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数相等，其数值为20度至67度；上述各两面角的棱与外壳11的前面板11-3所在平面互相垂直。

第一晶片组5的第一压电晶片51的发射接收面和第二压电晶片52的发射接收面以及第二晶片组6的第一压电晶片61的发射接收面和第二压电晶片62的发射接收面通过导线71和外壳11与接线座12的座体电连接；第二晶片组6的第一压电晶片61的背面和第二压电晶片62的背面通过导线72与开关8的一个接点电连接，开关8的另一个接点通过导线73与第一晶片组5第一压电晶片51的背面、第二压电晶片52的背面以及接线座12的芯线电连接，从而构成本实施例的超声波探头50。

见图8，本实施例的超声波探头50是两侧均为双角度发射的探头，使用时可接通开关8，若在超声波的4次波所经过范围内若轮箍9的外侧部位和内侧部位无任何缺陷，则在超声波仪的显示器中只显示水平波线；若轮箍的这些部位有缺陷，则超声波在该缺陷部位所产生的回波即可在超声波仪显示出尖峰的波形。

(实施例4)

见图9，其余与实施例1相同，不同之处在于：第一晶片组5和第二晶片组6所包括的压电晶片的数量均为三片，它们是第一晶片组5的第一压电晶片51、第二压电晶片52和第三压电晶片53以及第二晶片组6的第一压电晶片61、第二压电晶片62和第三压电晶片63；第一延迟块3和第二延迟块4的形状基本相对称；各延迟块设置压电晶片的端面有三个，它们按前后方向设置，且分别位于不同的平面内；第一延迟块3的设置第一晶片组5的第一压电晶片51的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块4的设置第二晶片组6的第一压电晶片61的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度；第一延迟块3的设置第一晶片组5的第二压电晶片52的位于中间的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的中部检测发射接收角的度数，与第二延迟块4的设置第二晶片组6的第二压电晶片62的位于中间的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的中部检测发射接收角的度数相等，其数值为64度至69度；第一延迟块3的设置第一晶片组5的第三压电晶片53的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块4的设置第二晶片组6的第三压电晶片63的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数相等，其数值为20度至67度；上述各两面角的棱与外壳11的前面板11-3所在平面互相垂直。

第一晶片组5的第一压电晶片51的发射接收面、第二压电晶片52的发射接收面和第三压电晶片53的发射接收面以及第二晶片组6的第一压电晶片61的发射接收面、第二压电晶片62的发射接收面和第三压电晶片63的发射接收面通过导线71和外壳11与接线座12的座体电连接；第二晶片组6的第一压电晶片61的背面、第二压电晶片62的背面和第三压电晶片63的背面通过导线72与开关8的一个接点电连接，开关8的另一个接点通过导线73与第一晶片组5的第一压电晶片51的背面、第二压电晶片52的背面和第三压电晶片53的背面以及接线座12的芯线电连接，从而构成本实施例的超声波探头60。

见图10，本实施例的超声波探头60是一侧为三角度发射、另一侧为三角度接收的探头。使用时，可接通开关8，第一晶片组5的第一压电晶片51所发射的主要用于检测火车轮箍的径向圆周外侧部位的超声波，经过7次反射到达第二晶片组6的第一压电晶片61，信号由接线座12传递给超声波仪；第一晶片组5的第二压电晶片52所发射的主要用于检测火车轮箍的中间部位的超声波，经过5次反射到达第二晶片组6的第二压电晶片62，信号由接线座12传递给超声波仪；第一晶片组5的第三压电晶片53所发射的主要用于检测火车轮箍的径向圆周内侧部位的超声波，经过3次反射到达第二晶片组6的第三压电晶片63，信号由接线座12传递给超声波仪。在超声波的所经过范围内若轮箍9的外侧部位无任何缺陷，则在超声波仪的显示器中只显示水平波线；若轮箍的这些部位有缺陷，则超声波在该缺陷部的传递产生阻碍和回波，则在超声波仪显示出尖峰的波形。

Claims (6)

1、一种检测火车轮箍的超声波探头，具有金属外壳(11)、接线座(12)、吸声材料块(13)、第一延迟块(3)、第二延迟块(4)、第一晶片组(5)和第二晶片组(6)；外壳(11)的基本形状是一无下面板的长方形壳体，该长方形壳体(11)基本由上面板(11-1)、左面板(11-2)、前面板(11-3)、右面板(11-4)和后面板构成；接线座(12)固定在外壳(11)上，第一晶片组(5)、第二晶片组(6)与外壳(11)、接线座(12)之间通过相应的导线电连接；第一晶片组(5)粘接固定在第一延迟块(3)的位于上方的端面上而构成第一发射接收组件，第二晶片组(6)粘接固定在第二延迟块(4)的位于上方的端面上而构成第二发射接收组件；第一发射接收组件、第二发射接收组件和吸声材料块(13)设置在外壳(11)中，且第一发射接收组件、第二发射接收组件通过吸声材料块(13)与外壳(11)固定粘接；第一发射接收组件和第二发射接收组件按左右方向设置；其特征在于：第一晶片组(5)的压电晶片的发射接收面向下向左设置，第二晶片组(6)的压电晶片的发射接收面向下向右设置；各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的度数、也即各发射接收组件的发射接收角的度数α为20度至78度；整个探头的下端面的形状是与需测轮箍的径向外周弧面相对应的圆弧面；压电晶片的中心至本探头基准下端面的距离b为5毫米至15毫米。

2、根据权利要求1所述的检测火车轮箍的超声波探头，其特征在于：第一晶片组(5)和第二晶片组(6)所包括的压电晶片的数量均为一片，它们是第一晶片组第一压电晶片(51)和第二晶片组第一压电晶片(61)；第一延迟块(3)和第二延迟块(4)的形状基本相对称；各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的棱与外壳(11)的前面板(11-3)所在平面互相垂直；第一发射接收组件的发射接收角的度数与第二发射接收组件的发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度、或64至69度、或20至67度；本探头还具有开关(8)；第一晶片组第一压电晶片(51)的发射接收面和第二晶片组第一压电晶片(61)的发射接收面通过导线(71)和外壳(11)与接线座(12)的座体电连接；第二晶片组第一压电晶片(61)的背面通过导线(72)与开关(8)的一个接点电连接，开关(8)的另一个接点通过导线(73)与第一晶片组第一压电晶片(51)的背面以及接线座(12)的芯线电连接。

3、根据权利要求1所述的检测火车轮箍的超声波探头，其特征在于：第一晶片组(5)和第二晶片组(6)所包括的压电晶片的数量均为一片，它们是第一晶片组第一压电晶片(51)和第二晶片组第一压电晶片(61)；第一延迟块(3)和第二延迟块(4)的形状基本相对称；各延迟块的设置压电晶片的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面所形成的锐角两面角的棱与外壳(11)的前面板(11-3)所在平面互相垂直；第一发射接收组件的发射接收角的度数与第二发射接收组件的发射接收角的度数相等，其发射接收角的度数为70度至78度、或64至69度、或20至67度；本探头还具有开关(8)；固定在外壳(11)上的接线座(12)有两个，它们是第一接线座(121)和第二接线座(122)；第一晶片组第一压电晶片(51)的发射接收面和第二晶片组第一压电晶片(61)的发射接收面通过导线(71)和外壳(11)与第一接线座(121)的座体和第二接线座(122)的座体电连接；第二晶片组第一压电晶片(61)的背面通过导线(72)与开关(8)的一个接点电连接，开关(8)的另一个接点通过导线(73)与第一接线座(121)的芯线电连接；第一晶片组第一压电晶片(51)的背面通过导线(74)与第二接线座(122)的芯线电连接。

4、根据权利要求1所述的检测火车轮箍的超声波探头，其特征在于：第一晶片组(5)和第二晶片组(6)所包括的压电晶片的数量均为两片，它们是第一晶片组(5)的第一压电晶片(51)和第二压电晶片(52)以及第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)和第二压电晶片(62)；第一延迟块(3)和第二延迟块(4)的形状基本相对称，各延迟块设置压电晶片的端面有两个，它们按前后方向设置，且分别位于不同的平面内；第一延迟块(3)的设置第一晶片组(5)的第一压电晶片(51)的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块(4)的设置第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度；第一延迟块(3)的设置第一晶片组(5)的第二压电晶片(52)的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的中部或内侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块(4)的设置第二晶片组(6)的第二压电晶片(62)的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的中部或内侧检测发射接收角的度数相等，其数值为64度至69度或20度至67度；上述各两面角的棱与外壳(11)的前面板(11-3)所在平面互相垂直；本探头还具有开关(8)；第一晶片组(5)的第一压电晶片(51)的发射接收面和第二压电晶片(52)的发射接收面以及第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)的发射接收面和第二压电晶片(62)的发射接收面通过导线(71)和外壳(11)与接线座(12)的座体电连接；第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)的背面和第二压电晶片(62)的背面通过导线(72)与开关(8)的一个接点电连接，开关(8)的另一个接点通过导线(73)与第一晶片组(5)第一压电晶片(51)的背面、第二压电晶片(52)的背面以及接线座(12)的芯线电连接。

5、根据权利要求1所述的检测火车轮箍的超声波探头，其特征在于：第一晶片组(5)和第二晶片组(6)所包括的压电晶片的数量均为三片，它们是第一晶片组(5)的第一压电晶片(51)、第二压电晶片(52)和第三压电晶片(53)以及第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)、第二压电晶片(62)和第三压电晶片(63)；第一延迟块(3)和第二延迟块(4)的形状基本相对称；各延迟块设置压电晶片的端面有三个，它们按前后方向设置，且分别位于不同的平面内；第一延迟块(3)的设置第一晶片组(5)的第一压电晶片(51)的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块(4)的设置第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)的位于后端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的外侧检测发射接收角的度数相等，其数值为70度至78度；第一延迟块(3)的设置第一晶片组(5)的第二压电晶片(52)的位于中间的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的中部检测发射接收角的度数，与第二延迟块(4)的设置第二晶片组(6)的第二压电晶片(62)的位于中间的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的中部检测发射接收角的度数相等，其数值为64度至69度；第一延迟块(3)的设置第一晶片组(5)的第三压电晶片(53)的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第一发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数，与第二延迟块(4)的设置第二晶片组(6)的第三压电晶片(63)的位于前端的端面所在平面与本探头基准下端面所在平面之间所形成的锐角两面角的度数、也即第二发射接收组件的内侧检测发射接收角的度数相等，其数值为20度至67度；上述各两面角的棱与外壳(11)的前面板(11-3)所在平面互相垂直；本探头还具有开关(8)；第一晶片组(5)的第一压电晶片(51)的发射接收面、第二压电晶片(52)的发射接收面和第三压电晶片(53)的发射接收面以及第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)的发射接收面、第二压电晶片(62)的发射接收面和第三压电晶片(63)的发射接收面通过导线(71)和外壳(11)与接线座(12)的座体电连接；第二晶片组(6)的第一压电晶片(61)的背面、第二压电晶片(62)的背面和第三压电晶片(63)的背面通过导线(72)与开关(8)的一个接点电连接，开关(8)的另一个接点通过导线(73)与第一晶片组(5)的第一压电晶片(51)的背面、第二压电晶片(52)的背面和第三压电晶片(53)的背面以及接线座(12)的芯线电连接。

6、根据权利要求1至5之一所述的检测火车轮箍的超声波探头，其特征在于：本探头还具有隔声片(2)，隔声片(2)设置在外壳(11)中，且位于第一发射接收组件和第二发射接收组件的中间。

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