[实用新型]一种超声波聚束探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波聚束探头。

背景技术

超声波探伤的主要目的是要尽量了解被探工件缺陷的性质、大小和方位，这样才能正确地评价工件的安全性。为了达到这一目的，就要求探伤时所用探头尽量具有较高的分辨力，即在探头声场范围内能够将两个相邻的缺陷区分开。为了得到较高的分辩力就要求探头所发射的超声波束尽可能窄，波束越窄，半扩散角越小，则分辩力越高。现有普通超声波探头超声波的发射与接收都是通过一个圆形压电晶片来进行，其缺点是由于声束的扩散作用，随着距离的增加，探头的分辩力下降；为了得到较高的分辩力，可以采用聚焦探头，但是聚焦探头也仅是声束在焦点附近聚焦，远离焦点的位置声束发散分辩力较低，在实际探伤中就要求使用各种不同焦点距离的探头，这样成本高，使用繁琐。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种发射的超声波波束在一定的声程内不扩散，具有较高的分辩力的一种超声波聚束探头。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型由外壳、保护膜、阻尼块、电缆线、压电晶片组成；其特征在于所述的压电晶片由圆环形发射晶片、圆形接收晶片、圆环形阻尼片组成；圆形接收晶片通过圆环形阻尼片嵌入圆环形发射晶片中，第一电缆线中的两根电源线分别接圆形接收晶片的上、下端面；第二电缆线中的两根电源线分别接圆环形发射晶片的上、下端面。

本实用新型有的益效果如下：本实用新型的超声波晶片使超声波在一定的声程内不扩散，在探伤时获得较高的分辩力。克服了普通超声波探头由于声束扩散导致的分辩率低的缺点；同时也避免了使用聚焦探险头其发射声束只在焦点附近聚焦，在焦点附近的分辩力较高，而远离焦点附近则声束发射使分辩力大大下降的缺点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的压电晶片示意图。

图3为本实用新型的环形发射晶片的超声场示意图。

在图1-2中：1外壳、2保护膜、3圆环形发射晶片、4圆环形阻尼片、5圆形接收晶片、6电缆线、7阻尼块、8电缆线。

具体实施方式

由图1-2所示的实施例可知，它由外壳1、保护膜2、阻尼块7、电缆线、压电晶片组成；其特征在于所述的压电晶片由圆环形发射晶片3、圆形接收晶片5、圆环形阻尼片4组成；圆形接收晶片5通过圆环形阻尼片4嵌入圆环形发射晶片3中，第一电缆线8中的两根电源线分别接圆形接收晶片5的上、下端面；第二电缆线6中的两根电源线分别接圆环形发射晶片3的上、下端面。

在本实施例中，圆环形发射晶片3的宽度d≤λ(例如：d可以选用2.36mm、1.18mm两种规格)。圆环形发射晶片3的外径小于等于Φ25mm(例如：其外径可以选用Φ25mm、Φ20mm、Φ18mm、Φ14mm四种规格)。

本实施例的工作原理如下：

根据超声场理论可知，相位相同的两列波叠加产生干涉现象。对于一个宽度不大于一个波长的圆环形发射晶片发出的超声波形成的超声场如图3所示。在声束轴线上某一点，如图3中X点，由于圆环形发射晶片各点发出的波同相位到达，产生相增干涉，声束能量集中于声束轴线上，声束轴线上声压较高，而偏离轴线的各点，如图3中X₁点，圆环形发射晶片上各点发出的超声波由于超声波传到该点的距离不同，因而相位不同产生相消干涉，声压下降。由此可知，圆环形发射晶片发出的超声波声能大部分集中于声束轴线上，产生聚束效应，将圆环形发射晶片上各点发出的同相位到达声束轴线的声压进行积分，可以声波轴线上的声压公式为：

P(x,R)=AJ02(2Rr/λX)---(1)]]>