[发明专利]超声波无损检测聚焦探头装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无损检测被检样品缺陷的超声波聚焦探头装置。更具体地说，本发明涉及一种配合超声波聚焦探头检测的装置，特别是能够对碳纤维复合材料进行接触法检测的聚焦探头，同时也适用于对平板类型材料进行接触法检测的直探头。

背景技术

超声波检测作为五大常规检测技术之一。已广泛运用于对铸件、板材、棒材、管材、焊缝等材料的超声波检测。超声波探头是组成超声检测系统的重要组件，是产生和接收超声波的电声换能器。其性能直接影响到发射的超声波的特性，影响到超声波的检测能力。在超声波探伤中由于被探测工件的形状和材质、探伤的目的、探伤的条件不同，因而产生各种不同形式的探头。探头一般都是由压电晶片、阻尼块、电缆线、接头、保护膜和外壳组成。有的探头通常还有一使晶片与入射面成一定角度的斜楔。探头的基本原理都是利用压电晶片的压电效应。超声波探头利用压电晶片的逆压电效应和正压电效应发射和接收超声波。聚焦探头比直探头的灵敏度和分辨率要好，但聚焦探头一般不用于接触法检测，

聚焦探头在使用过程中需要配合特定的装置进行检测，在无损检测这个行业中，目前特定装置一般是在以下方面有所运用：在大型的C扫描检测系统中，探头是配合喷水系统对样品进行检测的，喷水系统包括软导管、水泵及水箱等。探头与被检测样品存在一定的距离，探头产生的超声波是不能直接进入被检测样品中的，而是通过喷水装置中的水作为传播介质进入被检样品。以达到对样品进行检测的目的。其次就是在水浸探伤中的运用。在水浸探伤中，需要一个很大的水槽及供水系统，被检样品放置在水槽中以利用水作为耦合剂，聚焦探头配合复杂的装置进行检测，因此不管是水浸手动检测还是自动化检测都要使用水槽系统，每次水浸手动检测还得调节水距以达到最佳的检测效果。由于这些设备都是大型的，一般都固定放置在厂房中，跟本不可能把设备搬到样品现场检测。对于一些不宜采用喷水法及水浸法进行检测，直探头的检测灵敏度和分辨率又达不到检测要求。这对又需要进行现场检测的样品，带来了极大的困难。水浸法和喷水法都有不可移动的大型配套设备，其对环境条件的苛刻性，不仅限制了检测的方便性，灵活性，而且操作上也很复杂，在检测过程中还要耗费大量的时间去调节探头的焦距。

另外就是在复合材料的接触法检测过程中，由于复合材料的复杂性，超声波声速衰减非常大。检测一些比较薄复合材料，采用普通的直探头，很难把始波与缺陷波、底波区分开来。由于大型的C扫描设备和水浸设备不可能搬到现场，而检测一些厚的复合材料，灵敏度又达不到检测标准要求，这就会容易造成对缺陷波的误判甚至漏检。国内外在对复合材料进行现场检测一般都是使用比一般的探头都要贵很多的特种专用探头。这种特种专用探头一旦有磨损，整个探头的性能就会下降，使用寿命减少。性能被下降的探头，很容易导致对检测样品的错检、误判和漏检。这样就必须更换探头。用这种非常消耗探头的专用检测探头成本会很高。

发明内容

为了克服现有的无损检测超声波直探头在检测薄材料时不能有效区分开始波与缺陷波、底波的不足，为将聚焦探头用于接触法检测，本发明提供一种携带方便，操作简单的超声波无损检测探头装置，该超声波检测探头装置配合一般聚焦探头和直探头使用，能方便有效地拉开始波与缺陷波、底波在探伤仪荧光显示屏上的距离，提高分辨率，又可以避免探头在检测过程中与被检样品的摩擦和磨损。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超声波无损检测聚焦探头装置，包括固定超声波聚焦探头的筒体，其特征在于，超声波聚焦探头密封连接在内筒的大端头上，内筒的筒体容器内填充有传播超声波的液体介质，并由其下端的透声薄膜密封在内筒容器内，装有探头的内筒通过螺纹与外筒连接为一体。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

a.节约了使用成本。采用内筒装填水作为超声波传播的介质，使聚焦探头发射的超声波在水中聚焦，入射至透声薄膜，并在透声薄膜中产生透射，使超声波的能量损失尽可能少就能入射进被检样品。通过更换内筒可以调节聚焦探头在样品中的聚焦位置，以达到对这一位置的最高检测灵敏度。装填有传播超声波的液体介质的内筒完全替代了大型水槽所起的作用，并且具有水槽所不具有的功能。很好地解决了声束在被检样品中的聚焦。