用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭，包括：外殼、壓電陶瓷片和金屬片；所述外殼包括頂蓋和底殼；所述底殼的一側(cè)設(shè)置有出線孔；所述壓電陶瓷片設(shè)置在頂蓋和底殼之間；所述壓電陶瓷片的上表面、下表面均為經(jīng)過(guò)鍍銀以及極化處理后形成的電極；所述壓電陶瓷片的上表面與頂蓋內(nèi)壁之間、下表面與底殼內(nèi)壁之間均設(shè)置有金屬片；所述金屬片上均設(shè)置有導(dǎo)線；所述導(dǎo)線從所述出線孔中引出。應(yīng)用本發(fā)明可以使用上述超聲波探頭對(duì)非金屬材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】
用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及缺陷檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的非金屬材料(例如，混凝土)超聲波無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，主要是利用平面超聲波探頭(換能器)從待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的外表面對(duì)其內(nèi)部的密實(shí)度情況進(jìn)行檢測(cè)。此類檢測(cè)方法對(duì)待檢測(cè)構(gòu)件自身的結(jié)構(gòu)和體積等方面有一定的要求，例如，由于超聲波的聲場(chǎng)強(qiáng)度隨傳播距離的增加會(huì)逐漸衰減，因此超聲波檢測(cè)具有一定的有效測(cè)試距離范圍要求。因此，對(duì)于大體積的非金屬材料(例如，混凝土)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的檢測(cè)，難以應(yīng)用平面超聲波探頭(換能器)從結(jié)構(gòu)的外表面對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行缺陷檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭，從而可以使用上述超聲波探頭對(duì)非金屬材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭，包括:外殼、壓電陶瓷片和金屬片；
[0006]所述外殼包括頂蓋和底殼;所述底殼的一側(cè)設(shè)置有出線孔；
[0007]所述壓電陶瓷片設(shè)置在頂蓋和底殼之間；
[0008]所述壓電陶瓷片的上表面與頂蓋內(nèi)壁之間、下表面與底殼內(nèi)壁之間均為經(jīng)過(guò)鍍銀以及極化處理后形成的電極；
[0009]所述壓電陶瓷片的上、下表面均設(shè)置有金屬片；
[0010]所述金屬片上均設(shè)置有導(dǎo)線；
[0011 ]所述導(dǎo)線從所述出線孔中引出。
[0012]較佳的，所述外殼的材料為經(jīng)過(guò)絕緣處理后的材料。
[0013]較佳的，所述外殼的材料為經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化方法處理后的金屬材料。
[0014]較佳的，所述金屬材料為鋁。
[0015]較佳的，所述圓形壓電陶瓷片為薄片式壓電陶瓷片或圓環(huán)形薄片式壓電陶瓷片。
[0016]較佳的，所述壓電陶瓷片與頂蓋和底殼通過(guò)粘接或螺絲連接或粘接與螺絲連接相組合的方式進(jìn)行連接；
[0017]所述壓電陶瓷片與金屬片通過(guò)粘接或螺絲連接或粘接與螺絲連接相組合的方式進(jìn)行連接。
[0018]較佳的，所述導(dǎo)線焊接在所述金屬片上。
[0019]較佳的，所述金屬片為導(dǎo)電性能良好的金屬材料。
[0020]較佳的，所述導(dǎo)電性能良好的金屬材料為銅。
[0021]由上述技術(shù)方案可見(jiàn)，在本發(fā)明的用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭中，由于使用了薄片式的壓電陶瓷片，因此使得超聲波探頭的體積小巧，安裝方便，可以很方便地將上述超聲波探頭設(shè)置在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，使得可以使用上述超聲波探頭在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，因此可以對(duì)非金屬材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。另外，由于上述超聲波探頭的體積很小，因此布置方式可以很靈活，可以組成探頭陣列，因此可以在非金屬材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部，尤其是大體積的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行無(wú)損的缺陷檢測(cè)，從而可以對(duì)外表面檢測(cè)方法無(wú)法達(dá)到的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，使得缺陷檢測(cè)無(wú)死角。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭的剖面示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的底殼的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭的剖面示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的底殼的俯視圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中的用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭包括:外殼11、壓電陶瓷片12和金屬片13;
[0026]所述外殼11包括頂蓋21和底殼22;所述底殼22的一側(cè)設(shè)置有出線孔23;
[0027]所述壓電陶瓷片12設(shè)置在頂蓋21和底殼22之間；
[0028]所述壓電陶瓷片12的上、下表面均為經(jīng)過(guò)鍍銀以及極化處理后形成的電極；
[0029]所述壓電陶瓷片12的上表面與頂蓋內(nèi)壁之間、下表面與底殼內(nèi)壁之間均設(shè)置有金屬片13;
[0030]所述金屬片13上均設(shè)置有導(dǎo)線(圖中未示出)；
[0031 ]所述導(dǎo)線從所述出線孔23中引出。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用中，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述壓電陶瓷片12為圓形或圓環(huán)形壓電陶瓷片。
[0033]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述外殼的材料可以是經(jīng)過(guò)絕緣處理后的材料，從而可以防止壓電陶瓷片在工作時(shí)發(fā)生短路。
[0034]例如，所述外殼可以先使用鋁、不銹鋼等金屬材料制成，然后再對(duì)該外殼進(jìn)行絕緣處理。譬如，如果所述外殼是先使用鋁制成的，則可以對(duì)外殼的鋁材料進(jìn)行陽(yáng)極氧化方法，從而完成絕緣處理。因此，所述外殼的材料可以是經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化方法處理后的金屬材料，例如，鋁材料。
[0035]另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述壓電陶瓷片為圓形薄片式壓電陶瓷片或圓環(huán)形薄片式壓電陶瓷片。
[0036]另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述壓電陶瓷片與頂蓋和底殼通過(guò)粘接或螺絲連接或粘接與螺絲連接相組合的方式進(jìn)行連接;所述壓電陶瓷片與金屬片通過(guò)粘接或螺絲連接或粘接與螺絲連接相組合的方式進(jìn)行連接。
[0037]另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述導(dǎo)線可以是焊接在所述金屬片上，從而可以通過(guò)上述金屬片將壓電陶瓷片的兩極引出。
[0038]另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述金屬片可以是導(dǎo)電性能良好的金屬材料;例如，銅片。
[0039]基于具有上述結(jié)構(gòu)的超聲波探頭，由于壓電陶瓷片可以輸出超聲波，因此只需將該超聲波探頭在建造過(guò)程(例如，混凝土結(jié)構(gòu)的澆注過(guò)程)中設(shè)置到待檢測(cè)結(jié)構(gòu)中，即可從該待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形成以該超聲波探頭為中心，向探頭厚度方向(軸向)發(fā)射的超聲波，從而能夠?qū)Υ龣z測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行無(wú)損的缺陷檢測(cè)。
[0040]在使用上述超聲波探頭時(shí)，可以在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)建造過(guò)程(例如，混凝土結(jié)構(gòu)的澆注過(guò)程)中，將上述超聲波探頭安裝在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。安裝的方式可以有很多中，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況的需要選擇不同的安裝方式。例如，可以通過(guò)鐵絲等綁定物將超聲波探頭固定在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部(譬如，通過(guò)鐵絲將超聲波探頭固定在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部遠(yuǎn)離鋼筋等預(yù)埋件的空間內(nèi))，并將導(dǎo)線從待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部引出。
[0041 ]在安裝上述超聲波探頭時(shí)，需要保證該超聲波探頭在安裝之后不會(huì)再發(fā)生任何移動(dòng)。如果待檢測(cè)結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)，則還需要保證超聲波探頭外表面的周圍區(qū)域內(nèi)不會(huì)因?yàn)槌暡ㄌ筋^的安裝、固定而產(chǎn)生任何混凝土澆筑的不密實(shí)。另外，還需要注意對(duì)于導(dǎo)線的保護(hù)。
[0042]另外，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況的需要，在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝一個(gè)或多個(gè)超聲波探頭。當(dāng)安裝多個(gè)超聲波探頭時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際需要來(lái)對(duì)多個(gè)超聲波探頭進(jìn)行排列，因而可以在一定距離范圍內(nèi)，在空間上以立體的位置進(jìn)行排布，形成探頭陣列。
[0043]在安裝好上述超聲波探頭，需要使用上述超聲波探頭進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可將各個(gè)超聲波探頭的導(dǎo)線連接至設(shè)置在外部的超聲波檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)測(cè)得的超聲波參數(shù)及設(shè)備顯示的波形來(lái)判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部的密實(shí)性，進(jìn)行無(wú)損的缺陷檢測(cè)。
[0044]綜上所述，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，由于在上述超聲波探頭中使用了薄片式的壓電陶瓷片，因此使得超聲波探頭的體積小巧，安裝方便，可以很方便地將上述超聲波探頭設(shè)置在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，使得可以使用上述超聲波探頭在待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，因此可以對(duì)非金屬材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。另外，由于上述超聲波探頭的體積很小，因此布置方式可以很靈活，可以組成探頭陣列，因此可以在非金屬材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部，尤其是大體積的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行無(wú)損的缺陷檢測(cè)，從而可以對(duì)外表面檢測(cè)方法無(wú)法達(dá)到的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，使得缺陷檢測(cè)無(wú)死角。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于非金屬材料缺陷檢測(cè)的超聲波探頭，其特征在于，包括:外殼、壓電陶瓷片和金屬片； 所述外殼包括頂蓋和底殼;所述底殼的一側(cè)設(shè)置有出線孔； 所述壓電陶瓷片設(shè)置在頂蓋和底殼之間； 所述壓電陶瓷片的上、下表面均為經(jīng)過(guò)鍍銀以及極化處理后形成的電極； 所述壓電陶瓷片的上表面與頂蓋內(nèi)壁之間、下表面與底殼內(nèi)壁之間均設(shè)置有金屬片； 所述金屬片上均設(shè)置有導(dǎo)線； 所述導(dǎo)線從所述出線孔中引出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述外殼的材料為經(jīng)過(guò)絕緣處理后的材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述外殼的材料為經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化方法處理后的金屬材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述金屬材料為鋁。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述壓電陶瓷片為圓形薄片式壓電陶瓷片或圓環(huán)形薄片式壓電陶瓷片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述壓電陶瓷片與頂蓋和底殼通過(guò)粘接或螺絲連接或粘接與螺絲連接相組合的方式進(jìn)行連接； 所述壓電陶瓷片與金屬片通過(guò)粘接或螺絲連接或粘接與螺絲連接相組合的方式進(jìn)行連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述導(dǎo)線焊接在所述金屬片上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述金屬片為導(dǎo)電性能良好的金屬材料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波探頭，其特征在于: 所述導(dǎo)電性能良好的金屬材料為銅。
【文檔編號(hào)】G01N29/04GK105973985SQ201610467230
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】張興斌, 房廈, 吳靜姝
【申請(qǐng)人】中冶建筑研究總院有限公司