一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，用于石油化工、火電、核電等能源行業(yè)中厚壁管道的無損檢測(cè)，本壓電換能器主要由復(fù)合材料壓電晶片和有機(jī)玻璃楔塊組成，壓電晶片的上表面裝有背襯阻尼塊，壓電晶片緊貼在楔塊上，楔塊與厚壁管道的接觸面制作成弧面，楔塊前端刻制均勻排布的鋸齒，同時(shí)填充吸聲材料，將該壓電換能器置于厚壁管道表面，同時(shí)激勵(lì)信號(hào)，在厚壁管道中形成周向?qū)Р?，可?shí)現(xiàn)整個(gè)壁厚范圍內(nèi)缺陷的檢測(cè)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，克服了傳統(tǒng)超聲檢測(cè)中檢測(cè)效率低且內(nèi)壁缺陷難以檢出的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離缺陷檢測(cè)，能夠適用于厚壁管道的無損檢測(cè)。
【專利說明】—種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用周向?qū)Рz測(cè)石油化工、火電、核電等能源行業(yè)中厚壁管道的裝置，屬于無損檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】；具體涉及一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器。

【背景技術(shù)】
[0002]厚壁管道在石油化工、火電、核電等能源行業(yè)的承壓特種設(shè)備中廣泛使用。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T5777-2008的有關(guān)定義，管道外徑和壁厚之比小于20的管道稱之為厚壁管道。目前，國內(nèi)外對(duì)厚壁管道的無損檢測(cè)方法主要是逐點(diǎn)檢測(cè)方式，通常采用工作頻率較高且普通材質(zhì)的壓電晶片，其檢測(cè)方法效率低，內(nèi)壁缺陷難以檢出，檢測(cè)范圍有限，易漏檢且誤判高，現(xiàn)有的換能器難以實(shí)現(xiàn)快速有效地檢測(cè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服了傳統(tǒng)超聲檢測(cè)中檢測(cè)效率低且內(nèi)壁缺陷難以檢出的缺點(diǎn)，提供一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)壁厚范圍內(nèi)缺陷的檢測(cè)。
[0004]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，用于石油化工、火電、核電等能源行業(yè)中厚壁管道的無損檢測(cè)，其特征在于:所述壓電換能器主要由復(fù)合材料壓電晶片和有機(jī)玻璃楔塊組成，壓電晶片的上表面裝有背襯阻尼塊，壓電晶片緊貼在楔塊上，同時(shí)激勵(lì)信號(hào)，楔塊與厚壁管道的接觸面制作成弧面，將該壓電換能器置于厚壁管道表面，在厚壁管道中形成周向?qū)Р?，可?shí)現(xiàn)整個(gè)壁厚范圍內(nèi)缺陷的檢測(cè)。
[0006]上述楔塊的弧面與厚壁管道外徑的曲率相同。
[0007]上述楔塊的前端刻制均勻排布的鋸齒，同時(shí)填充吸聲材料。
[0008]上述楔塊角度的范圍為37。?55。。
[0009]上述壓電晶片的工作頻率范圍為0.5MHz?0.7MHz。
[0010]上述壓電晶片的尺寸是:
[0011]當(dāng)工作頻率為0.5MHz時(shí)，壓電晶片的尺寸是35mmX20mm ；
[0012]當(dāng)工作頻率為0.7MHz時(shí)，壓電晶片的尺寸是30mmX 18mm ；
[0013]當(dāng)工作頻率介于0.5MHz和0.7MHz之間時(shí)，壓電晶片的尺寸是AXB，其中A的范圍是30?35mm，B的范圍是18?20mm。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果是:
[0015]本實(shí)用新型提供了一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，具有以下優(yōu)點(diǎn):楔塊加工成弧面能有效地增加壓電換能器與厚壁管道的接觸面積，使聲能盡可能多地進(jìn)入厚壁管道，提高了聲能利用率；楔塊前端刻制均勻排布的鋸齒，并填充吸聲材料，可吸收從楔塊與厚壁管道接觸面發(fā)射回來的信號(hào)，降低了始波寬度；缺陷檢測(cè)靈敏度高，聲束覆蓋整個(gè)壁厚，軸向聲束寬度較窄，不僅能檢測(cè)整個(gè)壁厚范圍內(nèi)的缺陷，還能對(duì)缺陷進(jìn)行精確定位；檢測(cè)效率高，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離缺陷檢測(cè)，能夠適用于厚壁管道的無損檢測(cè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]在圖1中:1、壓電晶片，2、楔塊，3、背襯阻尼塊，4、厚壁管道，5、檢測(cè)接觸面，6、吸聲材料，7、楔塊角度。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]本實(shí)用新型提供了一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，用于石油化工、火電、核電等能源行業(yè)中厚壁管道的無損檢測(cè)，如圖1所示，其特征在于:所述壓電換能器主要由復(fù)合材料壓電晶片I和有機(jī)玻璃楔塊2組成，壓電晶片I的上表面裝有背襯阻尼塊3，壓電晶片I緊貼在楔塊2上，楔塊2與厚壁管道4的接觸面制作成弧面，所形成的接觸面為檢測(cè)接觸面5，將該壓電換能器置于厚壁管道4表面，同時(shí)激勵(lì)信號(hào)，在厚壁管道4中形成周向?qū)Р?，可?shí)現(xiàn)整個(gè)壁厚范圍內(nèi)缺陷的檢測(cè)。
[0020]本壓電換能器所采用的是接觸法檢測(cè)，因此要求楔塊2的弧面與厚壁管道4外徑的曲率相同，使聲能盡可能多地進(jìn)入厚壁管道，提高檢測(cè)靈敏度。
[0021]上述楔塊2的前端刻制均勻排布的鋸齒，同時(shí)填充吸聲材料6，可吸收從檢測(cè)接觸面5發(fā)射回來的干擾信號(hào)，降低了始波寬度。
[0022]上述楔塊角度7的范圍為37°?55°。
[0023]上述壓電晶片I的工作頻率范圍為0.5MHz?0.7MHz。
[0024]上述壓電晶片I尺寸是:
[0025]當(dāng)工作頻率為0.5MHz時(shí)，壓電晶片I的尺寸是35_X20_ ；
[0026]當(dāng)工作頻率為0.7MHz時(shí)，壓電晶片I的尺寸是30_X 18mm ；
[0027]當(dāng)工作頻率介于0.5MHz和0.7MHz之間時(shí)，壓電晶片I的尺寸是AXB，其中A的范圍是30?35_，B的范圍是18?20_。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]針對(duì)Φ 269 X 32mm規(guī)格的厚壁管道，為獲得最佳檢測(cè)靈敏度，要求楔塊2的弧面與厚壁管道4外徑的曲率相同，因此檢測(cè)該尺寸厚壁管道，楔塊弧面的曲率半徑設(shè)計(jì)為134.5mm，楔塊2的前端刻制均勻排布的鋸齒，同時(shí)填充吸聲材料6，以吸收從檢測(cè)接觸面5發(fā)射回來的干擾信號(hào)，楔塊角度選取45°，壓電晶片I的工作頻率選取0.5MHz，將壓電晶片I緊貼在楔塊2上，同時(shí)壓電晶片I的上表面裝有背襯阻尼塊3，將該壓電換能器置于厚壁管道4表面，同時(shí)激勵(lì)信號(hào)，在厚壁管道4中形成周向?qū)Р?，?duì)厚壁管道缺陷進(jìn)行檢測(cè)。
[0030]本實(shí)用新型這種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，克服了傳統(tǒng)超聲檢測(cè)中檢測(cè)效率低且內(nèi)壁缺陷難以檢出的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離缺陷檢測(cè)，能夠適用于厚壁管道的無損檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，其特征在于:本壓電換能器主要由復(fù)合材料壓電晶片和有機(jī)玻璃楔塊組成，壓電晶片的上表面裝有背襯阻尼塊，將壓電晶片緊貼在有機(jī)玻璃楔塊上，有機(jī)玻璃楔塊與厚壁管道的接觸面制作成弧面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，其特征在于:所述的有機(jī)玻璃楔塊的弧面與厚壁管道外徑的曲率相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，其特征在于:所述的楔塊角度的范圍為37°?55°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，其特征在于:所述的有機(jī)玻璃楔塊的前端刻制均勻排布的鋸齒，同時(shí)填充吸聲材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，其特征在于:所述壓電晶片的工作頻率范圍為0.5MHz?0.7MHzο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于周向?qū)Рz測(cè)厚壁管道缺陷的壓電換能器，其特征在于:所述的壓電晶片的尺寸是: 工作頻率為0.5MHz，壓電晶片的尺寸是35mmX20mm ； 工作頻率為0.7MHz，壓電晶片的尺寸是30mmX18mm ； 工作頻率介于0.5MHz和0.7MHz之間，壓電晶片的尺寸是AXB，其中A的范圍是30?35mm, B的范圍是18?20_。
【文檔編號(hào)】G01N29/34GK204101523SQ201420578613
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】盧超, 戴翔, 韓志偉, 陳果 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)