[实用新型]一种长距离测量的铁轨探伤超声波传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波传感器，尤其是涉及一种长距离测量范围的铁轨探伤超声波传感器。

背景技术

我国铁路运营线路近七万公里，而且铁路正在向高速、重载的方向发展。超期服役的钢轨数量很大，线路上的钢轨在承担繁重的运输任务过程中，不免要产生各种肉眼能看见及看不见的损伤如侧磨、轨头压溃、剥离掉块、锈蚀、核伤、水平裂纹、垂直裂纹、周边裂纹等。

当被检测钢轨内部有一个裂纹缺陷（或其他缺陷），将超声波探头放在被检测钢轨的某一表面部位（该面称作探伤面、检测面），超声波传感器向被检测钢轨发射超声波信号，超声波穿过界面进入被检测钢轨内部，在遇到缺陷和两介质的界面时都会有反射，反射信号被探头接收后，通过探伤仪内部的电路转换，就可以将缺陷信号和底部信号形象的显示出来，根据超声波的声程推算，就可以轻易的将缺陷信号和底部信号区分开，然后通过超声波试块进行定标，就可以实现对钢轨缺陷的定位和定量。

超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。

现有技术中超声波传感器简单结构是筒形外壳底部通过有机玻璃棒层填充后，再放置压电元件，信号输出正极线与信号正极连接线一端连接，信号正极连接线另一端与压电元件正极连接，信号输出负极线与信号负极连接线一端连接，信号负极连接线另一端与压电元件负极连接，当信号输出正极线与信号输出负极线输入电压信号，通过压电元件发生振动，产生超声波（工作原理:当在压电元件上施加电压时，压电元件在径向与轴向振动，引起外壳的表面振动，从而向空气中发射超声波）。但是铁轨探伤中往往要求测量的距离范围较大，不需要测量人员较为频繁的在铁轨上来回测量，而现有技术中的超声波传感器在测量距离较短，精度不高

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现有技术中存在的问题，提供一种铁轨探伤超声波传感器，通过将压电元件相对于筒形外壳底端面倾斜放置，并超声波传感器密封胶层硬度进行渐变设计，使得超声波传感器适应远距离测量，并且具有较高的测量精度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种长距离测量的铁轨探伤超声波传感器包括筒形外壳、压电元件、信号输出正极线、信号输出负极线、正极连接线、负极连接线、有机玻璃棒层、密封胶层，筒形外壳底部通过有机玻璃棒层填充后，在有机玻璃棒层上设置卡槽；所述压电元件放置于有机玻璃棒层卡槽中，使得压电元件倾斜放置于筒形外壳内部，所述压电元件负极粘接于有机玻璃棒层卡槽底部，所述压电元件负极通过负极连接线与信号输出负极线一端连接，所述压电元件正极通过正极连接线与信号输出正极线一端连接，所述有机玻璃棒层与筒形外壳内部之间设置有空隙，用于填充密封胶层，并且密封高度从筒形外壳底部到筒形外壳上端面。

所述压电元件相对于水平面的倾斜角度θ范围是35°～55°。

所述θ范围是40°～50°。

所述密封胶层包括至少2层密封胶，所述从筒形外壳底部到筒形外壳上端面密封胶层硬度依次增大。

所述密封胶层为2层时，密封胶层包括第一密封胶层、第二密封胶层，所述第一密封胶层密封筒形外壳底端面，所述第二密封胶层密封第一密封胶层上端面到筒形外壳上端面之间的空隙，所述第一密封胶层沿筒形外壳轴线方向密封高度为P，所述第一密封胶层高度从筒形外壳底端面开始；所述第二密封胶层高度是筒形外壳沿筒形外壳轴线方向密封高度为M，所述第二密封胶层高度从第一密封胶层上端面到筒形外壳上端面。

所述第一密封胶层硬度范围是30A-50A，第二密封胶层硬度范围是≥60D，所述P是筒形外壳底端面至压电元件的中心位置，M是压电元件中心位置至筒形外壳上端面的位置。

所述密封胶层还包括第三密封胶层，第三密封胶层设置于第一密封胶层与第二密封胶层之间，所述第三密封胶层沿筒形外壳轴线方向密封高度为N。

所述第一密封胶层硬度范围是20A-30A，第二密封胶层硬度范围是≥60D，第三密封胶层硬度范围是30A-50A，所述P是筒形外壳底端面至压电元件的最低点，M是压电元件的中心位置至筒形外壳上端面位置，N是压电元件的最低点至压电元件的中心位置，所述压电元件的最低点指的是压电元件后离筒形外壳底端面距离最近的点。

所述密封胶层还包括第四密封胶层，所述的第四密封胶层设置于第一密封胶层、第三密封胶层之间或第三密封胶层、第二密封胶层之间，所述第四密封胶层沿筒形外壳轴线方向密封高度为Q。