[实用新型]双晶曲面横波小尺寸超声波探头

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种超声波探头。

背景技术

    现有技术中对小径管（例如：外径76mm，壁厚9mm）和管板进行强度焊接后（焊接结构图如图1），对焊缝进行超声波检测时。存在以下检测难点：一、管外径小，管子有一定壁厚，内径更小，制约了超声波探头放置和扫查的空间；二、小径管直径小，曲率小，常规平面探头放置后接触严重不良，耦合不好，声能损失大，杂波多，探伤灵敏度低；三、对焊缝检测，检测中间为管子，需要穿透管子壁厚进行检测；四、焊接结构容易产生径向缺陷。

    本实用新型就是要制造一种能对小径管和管板焊缝径向缺陷进行超声波检测的超声波探头。    

实用新型内容

本实用新型提供一种双晶曲面横波小尺寸超声波探头，解决普通横波超声波斜探头不易放置、探伤面接触不良无法对小径管进行超声波检测的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种双晶曲面横波小尺寸超声波探头，包括外壳及外壳内倾斜一定角度相向放置的压电晶片，该压电晶片之间设有隔声层，压电晶片上、下方的外壳内填充吸声材料、透声材料以及和压电晶片连接的电缆，所述外壳规格为长14-22mm×宽10-14mm×高12-18mm且所述透声材料形成的探伤接触面为曲面结构。

所述电缆引出端平行于探伤面。

本实用新型的优点如下：

1. 外壳尺寸小，有利于把探头放置于小径管内部并扫查检测；

2. 曲面结构而非平面结构有利于探伤耦合，并且是面接触，声能损失少，杂波少，探伤灵敏度高；

3. 电缆平行引出而非垂直引出同样是考虑探头探伤空间的要求，更利于探伤。

4. 双晶探头，探伤灵敏度高。由于管子有一定壁厚，声能有损耗，因此采用一发一收的两块晶片，并且杂波少，容易把探伤检测范围调整到被检测焊缝。

5. 横波检测，有利于发现径向缺陷。

附图说明

图1为小径管和管板的焊接结构示意图；

图2是普通的超声波双晶探头结构示意图；

图3是本实用新型的主视结构示意图；

图4是图3的侧面结构示意图；

图5是图3中的A-A^’向的剖视图。

具体实施方式

本实用新型采用双晶、曲面、横波、小尺寸超声波探头。图2反映的是普通的超声波双晶探头，包括外壳3、压电晶片4、压电晶片8、透声材料2、电缆线5、电缆线9、隔声层6、和吸声材料7等；此类探头探伤接触面为平面，电缆线一般为垂直引出，并且探头尺寸较大。 

如图3所示，一种双晶曲面横波小尺寸超声波探头，包括外壳3及外壳内倾斜一定角度相向放置的第一、第二压电晶片1、8及其上的阻尼材料，该第一、第二压电晶片1、8之间设有隔声层5，该第一、第二压电晶片1、8上、下方的外壳3内填充吸声材料6、透声材料2以及和第一、第二压电晶片1、8连接的第一、第二电缆4、7，所述透声材料2形成的探伤接触面为曲面结构，曲率同被检测材料。图2所示的常规平面探头和图1所示的管子管板焊接结构接触，明显接触不良，这种凹面接触耦合效果最差，声能损失最多。而采用本实用新型的曲面结构接触，探伤接触面就是平面结构，耦合效果好，声能损失小，探伤灵敏度高；采用双晶探头是考虑要穿过管子壁厚去探伤，一发一收结构更有利。

所述第一、第二电缆4、7引出端平行于探伤面，更有利于控制管内部的探伤空间，便于扫查和检测。

为了使进入工件的声波为横波，所述第一、第二压电晶片1、8倾斜放置的角度通过调整二维的斜面斜率形成，一般该斜面的斜度在45??～75??之间以产生横波为宜，具体结构见图3、图5，这种通过控制第一、第二压电晶片1、8角度使入射到工件中产生横波，横波倾斜一定角度入射被检测工件，有利于发现焊缝的径向缺陷。

小尺寸超声波探头的外壳规格为长14-22mm×宽10-14mm×高12-18mm，探头尺寸小，同样晶片也小，更利于提高对缺陷的定位、定量精度。

在制作本探头时，要注意以下几点：

1.透声材料由于是曲面结构，要采用比较耐磨的材料；

2.由于探伤区要穿过管壁，因此需要调整晶片角度使探伤区位于焊缝及热影响区，当然也不用考虑表面盲区的问题了；

3.一定要控制探头外观尺寸，使其方便放置于管子内部并扫查。

4．由于是横波检测，调整晶片角度，不但要使声束交叉于检测区，还要使得声束倾斜入射，在被检测工件中产生横波。