CN209927782U - 一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头，压电晶片是厚度为300微米的压电陶瓷和环氧复合材料，压电晶片的频率是5MHz，压电晶片的下表面通过磁控溅射镀有下电极层，压电晶片的上表面通过磁控溅射镀有上电极层，上电极层和下电极层的厚度是50微米，下电极层上焊接64根下电极引线，上电极层上焊接64根上电极引线，电学模块并联在上电极引线和下电极引线之间，声学匹配层粘接到压电晶片的下电极层的表面，压电晶片和上电极引线、下电极引线固化在柔性壳体中，上电极引线和下电极引线与同轴电缆连接，护线套安装在同轴电缆上，其设计科学合理，结构简单，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头，属于超声无损检测技术领域。
背景技术
超声检测广泛用于工业零部件无损检测，利用高频超声波指向性好的特点，通过对反射超声波的幅值以及时间分析，定位定量未知缺陷，能够帮助工业各行各业严格把控质量，保障工业生产和在役应用，零部件的运行的安全。相控阵超声检测是行业内正在推行的一种先进的无损检测技术，由于相控阵可以通过时间延迟来改变超声波的声束角度和调整焦距，所以在工业超声检测中具有很大的优势。随着相控阵检测标准的推出，会在国内不断的普及应用。超声波探头和工件的耦合至关重要，通过和工件的耦合，排除探头与工件之间的空气，才能使探头能量传输进入工件，并获取缺陷信号。
在工业检测中，有很多复杂曲面的工件需要检测，但是这种工件超声检测耦合难度很大，由于探头表面无法贴合工件表面，也就不能使超声波进入工件，导致工件检测效果极差，以至于无法检测。本专利提供一种柔性的可弯曲超声探头，5MHz的频率，64个信号源，由于可以弯曲，能够很好的贴合工件，实现排除空气，增强耦合的作用。
发明内容
针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头，通过探头柔性可弯曲解决了超声探头与工件的耦合，通过阵列探头的设计可以实现超声波的偏转，从而解决了复杂曲面检测的问题，提高复杂曲面检测的质量。
本实用新型的一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头，所述的压电晶片是厚度为300微米的压电陶瓷和环氧复合材料，压电晶片的频率是5MHz，所述的压电晶片的下表面通过磁控溅射镀有下电极层，压电晶片的上表面通过磁控溅射镀有上电极层，所述的上电极层和下电极层的厚度是50微米，所述的下电极层上焊接64根下电极引线，上电极层上焊接64根上电极引线，所述的电学模块并联在上电极引线和下电极引线之间，所述的声学匹配层粘接到压电晶片的下电极层的表面，声学匹配层起到保护作用，所述的压电晶片的下电极层上焊接64根下电极引线，上电极层上焊接64根上电极引线，压电晶片和上电极引线、下电极引线固化在柔性壳体中，上电极引线和下电极引线与同轴电缆连接，护线套安装在同轴电缆上。
进一步，所述的声学匹配层可采用聚合物和填料按照不同填充比来调配。
进一步，所述的柔性壳体为高声阻抗高声衰减的复合材料，如在环氧树脂中填入高填充比的钨粉制备背衬，为提高声衰减系数，增加基料的柔性，即进行改性处理，这种高弹性的材料有助于探头的弯曲。
进一步，所述上电极引线和下电极引线是高屏蔽性的单芯同轴电缆。
本实用新型的有益效果为：本实用新型通过探头柔性可弯曲解决了超声探头与工件的耦合，通过阵列探头的设计可以实现超声波的偏转，从而解决了复杂曲面检测的问题，提高复杂曲面检测的质量。
附图说明
为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本实用新型的主视剖面图；
图2为本实用新型的俯视图。
图中：1-1声学匹配层；1-2下电极层；1-3压电晶片；1-4上电极层；1-5柔性壳体；1-6上电极引线；1-7同轴电缆，1-8下电极引线；1-9电学模块；2-1护线套。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
如图1、图2所示，一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头，所述的压电晶片1-3是厚度为300微米的压电陶瓷和环氧复合材料，压电晶片1-3的频率是5MHz，所述的压电晶片1-3的下表面通过磁控溅射镀有下电极层1-2，压电晶片1-3的上表面通过磁控溅射镀有上电极层1-4，所述的上电极层和下电极层的厚度是50微米，所述的下电极层1-2上焊接64根下电极引线，上电极层1-4上焊接64根上电极引线，所述的电学模块1-9并联在上电极引线和下电极引线之间，所述的声学匹配层1-1粘接到压电晶片的下电极层的表面，声学匹配层起到保护作用，所述的压电晶片2-2的下电极层1-2上焊接64根下电极引线，上电极层1-4上焊接64根上电极引线，压电晶片1-3和上电极引线1-6、下电极引线1-8固化在柔性壳体2-1中，上电极引线1-6和下电极引线1-8与同轴电缆1-7连接，护线套2-1安装在同轴电缆1-7上。
具体地，所述的压电晶片1-3机械切割成64个矩阵阵元，所述的声学匹配层1-1可采用聚合物和填料按照不同填充比来调配，所述的柔性壳体1-5为高声阻抗高声衰减的复合材料，如在环氧树脂中填入高填充比的钨粉制备背衬，为提高声衰减系数，增加基料的柔性，即进行改性处理，这种高弹性的材料有助于探头的弯曲，所述上电极引线1-6和下电极引线1-8是高屏蔽性的单芯同轴电缆。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征、本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头，其特征在于:压电晶片是厚度为300微米的压电陶瓷和环氧复合材料，压电晶片的频率是5MHz，所述的压电晶片的下表面通过磁控溅射镀有下电极层，压电晶片的上表面通过磁控溅射镀有上电极层，所述的上电极层和下电极层的厚度是50微米，所述的下电极层上焊接64根下电极引线，上电极层上焊接64根上电极引线，电学模块并联在上电极引线和下电极引线之间，声学匹配层粘接到压电晶片的下电极层的表面，声学匹配层起到保护作用，所述的压电晶片的下电极层上焊接64根下电极引线，上电极层上焊接64根上电极引线，压电晶片和上电极引线、下电极引线固化在柔性壳体中，上电极引线和下电极引线与同轴电缆连接，护线套安装在同轴电缆上。
2.根据权利要求1所述的一种复杂曲面工件检测用64信号源5MHz柔性可弯曲超声波相控阵探头，其特征在于：所述的柔性壳体为高声阻抗高声衰减的复合材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN115684366A (zh) * | 2021-07-22 | 2023-02-03 | 中电华创电力技术研究有限公司 | 一种适用于狭窄空间非平面工件的相控阵超声柔性探头 |
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