[发明专利]用于发射超声波信号到测试材料和从测试材料接收超声波信号的装置、系统和方法

权利要求书

1.一种用于向测试材料(15)发射和从所述测试材料(15)接收超声波信号的装置，所述装置包括能够附接到轮轴(22)的两个或更多个轮组件(1)，其中每个轮组件(1)包括：

轨道外环(23)，所述轨道外环包括面向内的表面(26)；

固体或粘弹性部分或完整内环(52，21)，所述部分或完整内环定位在所述轨道外环内，以在所述轨道外环(23)的所述面向内的表面和所述部分或完整内环(52，21)的面向外的表面(25)之间形成界面，所述部分或完整内环(52，21)能够以非旋转的方式连接到轮轴(22)并且包括与所述轨道外环的声阻抗处于相同量级的声阻抗；

一个或多个换能器(20)，所述一个或多个换能器(20)被部分或完全地固定嵌入所述部分或完整内环(52，21)中或者固定地附接至所述部分或完整内环(52，21)；以及

低摩擦干燥材料，所述低摩擦干燥材料嵌入所述轨道外环(23)和所述部分或完整内环(52，21)中的至少一者，以降低在所述轨道外环和所述部分或完整内环之间的运动摩擦，所述低摩擦干燥材料具有与所述轨道外环(23)的声阻抗处于相同量级的声阻抗；

其中随着所述轨道外环在沿着所述测试材料移动时相对于所述部分或完整内环旋转，所述一个或多个换能器(20)能够被定向并保持成指向所述测试材料(15)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述换能器形成为凹形以提供光束聚焦的更好的适应性，或者形成为凸形以提供光束散焦的更好的适应性。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述部分或完整内环(52，21)包括圆柱形、球形和锥形中的一种的向外形式，以向声信号提供透镜功能。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个换能器(20)被布置成部分或完全嵌入固体或粘弹性部分内环(52)或者附接至所述固体或粘弹性部分内环(52)，其中所述部分内环(52)以非旋转的方式连接到轮轴(22)且所述一个或多个换能器(20)固定地指向所述测试材料(15)，并且所述低摩擦干燥材料被定位在所述轨道外环(23)的所述面向内的表面和所述部分内环(52)的所述面向外的表面(25)中的至少一者之间的界面处，并且其中所述低摩擦干燥材料是低摩擦流体的涂覆膜、涂层，或者所述低摩擦干燥材料嵌入所述轨道外环(23)和所述部分内环(52)中的至少一者中。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述两个或更多个轮组件(1)布置在所述轮轴(22)中的一个或多个上。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述低摩擦干燥材料嵌入在所述轨道外环(23)的所述面向内的表面(26)和所述部分或完整内环(52，21)的所述面向外的表面(25)中的至少一者中。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述低摩擦干燥材料是任何类型的聚合物或聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、六方氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、金属合金、PVDF和强水合刷状聚合物中的至少一者。

8.根据权利要求1所述的装置，其中两个或更多个轮组件(1)中的每个包括布置成给每个轮组件(1)提供单个悬挂的悬挂装置(51)。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述悬挂装置(51)布置在所述轮轴(22)和所述轨道外环(23)之间，使得所述轨道外环(23)以及所述部分或完整内环(52、21)能够独立于所述轮轴(22)的位置移动。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述轨道外环或所述部分或完整内环(52，21)具有适合于所述测试材料表面的不平坦部分的弹性系数，使得在多个轮组件(1)布置在相同的所述轮轴(22)上时，当一个轮遇到不平坦部分时，只有在所述不平坦部分上滚动的轮将受到所述不平坦部分的影响并且移位。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述轨道外环(23)由具有与所述测试材料的声阻抗处于相同量级的声阻抗的材料构成。