專利名稱：一種小直徑薄壁鋼管探傷用超聲波線聚焦探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種小直徑薄壁鋼管探傷用超聲波線聚焦探頭。
背景技術(shù)：
在航空領(lǐng)域中，對(duì)小直徑薄壁無(wú)縫鋼管進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)時(shí)，其檢驗(yàn)要求按《航空用小直徑薄壁無(wú)縫鋼管超聲波檢驗(yàn)說(shuō)明書(shū)》(HB/Z 75-83)，以下簡(jiǎn)稱《航檢說(shuō)明書(shū)》。《航檢說(shuō)明書(shū)》中對(duì)探傷系統(tǒng)的要求1、采用工作頻率為5 10兆赫的液浸點(diǎn)聚焦探頭，為在管壁內(nèi)產(chǎn)生較純的橫波，回波下降3分貝處的波束寬度不應(yīng)大于管壁的二分之一 ；2、須用人工傷標(biāo)準(zhǔn)樣管對(duì)探傷系統(tǒng)的工作靈敏度進(jìn)行調(diào)整和效驗(yàn)，應(yīng)將內(nèi)、外傷信號(hào)幅度調(diào)到顯示屏滿刻度(或飽和值)50% 80%以上，內(nèi)、外傷的波高應(yīng)盡可能一致，差值應(yīng)不大于2分貝， 并以較低的信號(hào)為準(zhǔn)取作報(bào)警靈敏度。但在實(shí)際檢測(cè)中，多用液浸線聚焦探頭而不是液浸點(diǎn)聚焦探頭進(jìn)行超聲波檢測(cè)， 目前市場(chǎng)上的5 10兆赫的液浸線聚焦探頭，在對(duì)探傷系統(tǒng)的靈敏度進(jìn)行調(diào)試時(shí)，針對(duì) Φ8Χ1、Φ 10X1鋼管不能滿足《航檢說(shuō)明書(shū)》中“須用人工傷標(biāo)準(zhǔn)樣管對(duì)探傷系統(tǒng)的工作靈敏度進(jìn)行調(diào)整和效驗(yàn)，內(nèi)、外傷的波高應(yīng)盡可能一致，差值應(yīng)不大于2分貝”的要求。現(xiàn)有的超聲波線聚焦探頭在制作時(shí)，只考慮探頭的頻率與焦距等常規(guī)因素，沒(méi)有考慮到小直徑薄壁管探傷的特殊要求，導(dǎo)致不能滿足《航檢說(shuō)明書(shū)》的要求。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭，該探頭能夠滿足《航檢說(shuō)明書(shū)》的要求。超聲波線聚焦探頭由聲透鏡、壓電晶片、阻尼塊及外殼、導(dǎo)線和接頭組成，其結(jié)構(gòu)為壓電晶片粘于聲透鏡的中心位置，火線和接地線分別焊接在壓電晶片相對(duì)的兩面上， 粘接好壓電晶片的聲透鏡通過(guò)阻尼塊固封與探頭外殼內(nèi)，接地線在探頭的外殼內(nèi)部接地。 火線引出探頭外殼與接頭連接在一起。超聲波線聚焦探頭的關(guān)鍵部位為聲透鏡、壓電晶片及阻尼塊，其中壓電晶片的材料為鈮酸鈉鋰，尺寸為Φ6πιπι，諧振頻率為IOMHz ；聲透鏡材料為有機(jī)玻璃，聲透鏡曲率R = 9mm，聲透鏡中心厚度d = 0. 5mm ；阻尼塊的材料為聚硫橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、鎢粉、聚乙烯二氨的混合物，其中聚硫橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、鎢粉、聚乙烯二氨按照10 20 40 1的比例邊加熱邊混合均勻壓制而成。有益效果應(yīng)用本實(shí)用新型所述探頭，對(duì)Φ8Χ 1和Φ IOX 1規(guī)格的小直徑薄壁無(wú)縫鋼管進(jìn)行超聲波檢測(cè)，能夠滿足《航檢說(shuō)明書(shū)》的要求。

圖1是本發(fā)明所述的探頭結(jié)構(gòu)示意圖1為聲透鏡；2為壓電晶片；3為阻尼塊；4為外殼；5為火線；6為地線；7為接頭；具體實(shí)施方式
1.小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭關(guān)鍵部位的材料及參數(shù)選擇線聚焦探頭的關(guān)鍵部位為聲透鏡、壓電晶片及阻尼塊，這些部位的材料及參數(shù)設(shè)置如下外殼可采用黃銅等導(dǎo)電良好的材料，結(jié)構(gòu)為普通探頭一樣；接頭援用標(biāo)準(zhǔn)UHF防水接頭。壓電晶片材料鈮酸鈉鋰壓電晶片諧振頻率IOMHz壓電晶片尺寸Φ6ι πι聲透鏡材料有機(jī)玻璃聲透鏡曲率R = 9mm聲透鏡中心厚度d = 0. 5_阻尼塊配方將聚硫橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、鎢粉、聚乙烯二氨按照10 20 40 1的比例邊加熱邊混合均勻。2.小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作步驟用電烙鐵將火線5和地線6分別焊接于壓電晶片2相對(duì)的兩面上，將環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi) AB膠混合好涂抹在聲透鏡1的中心位置，用鑷子將壓電晶片2小心地放置在膠水上，輕壓并移動(dòng)，使壓電晶片2中心與聲透鏡1中心盡量重合，放置一段時(shí)間待其粘牢，用電烙鐵將壓電晶片2的接地線6焊接在探頭的外殼4內(nèi)部，將粘接好壓電晶片2的聲透鏡1裝入探頭外殼4內(nèi)，將混合好的液狀阻尼材料從外殼4另一端澆注(壓電晶片的火線引線要引出，待后面與接頭焊接)，阻尼塊3的深度約為1 2cm，放置1 2天待阻尼塊3徹底凝固，將壓電晶片火線5引線焊接至接頭7相應(yīng)位置，連接好接頭7與外殼4。用制作好的探頭按照《航檢說(shuō)明書(shū)》對(duì)Φ8Χ1、Φ 10Xl標(biāo)準(zhǔn)樣管進(jìn)行調(diào)試，可通過(guò)砂紙輕微修磨聲透鏡的方法來(lái)改善接收聲波的波形，探傷儀顯示的內(nèi)、外傷波形清晰、波高差值不大于2dB時(shí)為探頭合格。采用本實(shí)用新型所述的探頭，對(duì)Φ8Χ1、Φ10Χ1樣管調(diào)試時(shí)，其內(nèi)、外傷波高差值在2dB以內(nèi)，滿足《航檢說(shuō)明書(shū)》的要求。
權(quán)利要求1.一種小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭，由聲透鏡、壓電晶片、阻尼塊及外殼、導(dǎo)線和接頭組成，其特征在于壓電晶片粘于聲透鏡的中心位置，火線和接地線分別焊接在壓電晶片相對(duì)的兩面上，粘接好壓電晶片的聲透鏡通過(guò)阻尼塊固封與探頭外殼內(nèi)，接地線在探頭的外殼內(nèi)部接地，火線引出探頭外殼與接頭連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭，其特征在于 壓電晶片的材料為鈮酸鈉鋰，尺寸為Φ 6mm，諧振頻率為10MHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭，其特征在于 聲透鏡材料為有機(jī)玻璃，聲透鏡曲率R = 9mm，聲透鏡中心厚度d = 0. 5mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭，由聲透鏡、壓電晶片、阻尼塊及外殼、導(dǎo)線和接頭組成，其結(jié)構(gòu)為壓電晶片粘于聲透鏡的中心位置，火線和接地線分別焊接在壓電晶片相對(duì)的兩面上，粘接好壓電晶片的聲透鏡通過(guò)阻尼塊固封與探頭外殼內(nèi)，接地線在探頭的外殼內(nèi)部接地，火線引出探頭外殼與接頭連接在一起，其中壓電晶片的材料為鈮酸鈉鋰，尺寸為φ6mm，諧振頻率為10MHz；聲透鏡材料為有機(jī)玻璃，聲透鏡曲率R＝9mm，聲透鏡中心厚度d＝0.5mm；阻尼塊的材料為聚硫橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、鎢粉、聚乙烯二氨的混合物，其中聚硫橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、鎢粉、聚乙烯二氨按照10∶20∶40∶1的比例邊加熱邊混合均勻壓制而成。
文檔編號(hào)G01N29/24GK202013337SQ20102065713
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者徐永明, 程星國(guó) 申請(qǐng)人:貴州黎陽(yáng)航空動(dòng)力有限公司