[发明专利]一种超声波纵波和横波测试击发探头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波纵波和横波测试领域，尤其涉及一种既能用于工民建的无损检测、水电工程的岩体测试，又能用于实验室的试块、试件测试的超声波纵波和横波测试击发探头。

背景技术

目前，进行纵波和横波测试时采用的击发探头都为面接触方式，由于击发探头接触面与被击振介质不能全面积接触，这样一方面在计算击发和接收之间的距离时就存在一定的误差，对随后计算出的弹性参数的准确性产生影响，特别是实验室对小试块(或试件)测试成果影响更大；另一方面面接触击发时，由于击发方向固定，为获取纵波和横波两个参数需分别采用纵、横波接收探头，且击发的纵波和横波能量不可能同时最大化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能用于工民建的无损检测、水电工程的岩体测试，又能用于实验室的试块、试件测试的超声波纵波和横波测试击发探头及其制造方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种超声波纵波和横波测试击发探头，包括第一质量块、激振部分、第二质量块、第三质量块、固定件、外绝缘层和引线；所述第一质量块、所述激振部分、所述第二质量块和所述第三质量块自上而下顺序连接并由所述固定件固定；所述引线从所述激振部分引出；所述外绝缘层设置于所述激振部分的外周且覆盖面大于所述激振部分的外表面；所述第三质量块的下端为顶点向下的圆锥体，所述圆锥体的顶点为发射触点。

优选的，所述激振部分主要由两组四片压电陶瓷环片组成，所述两组四片压电陶瓷环片分别是第一压电陶瓷环片、第二压电陶瓷环片、第三压电陶瓷环片和第四压电陶瓷环片；所述第一压电陶瓷环片、所述第二压电陶瓷环片、所述第三压电陶瓷环片和所述第四压电陶瓷环片自上而下依次叠加；每两个压电陶瓷环片之间设有电极片。

优选的，设置于所述第一压电陶瓷环片的正极和所述第二压电陶瓷环片的正极之间的电极片为第一电极片，设置于所述第三压电陶瓷环片的正极和所述第四压电陶瓷环片的正极之间的电极片为第三电极片，设置于所述第二压电陶瓷环片的负极和所述第三压电陶瓷环片的负极之间的电极片为第二电极片；所述第一压电陶瓷环片的负极与所述第一质量块连接，所述第四压电陶瓷环片的负极与所述第二质量块连接；所述第二电极片与负极引线连接，所述第一电极片和所述第三电极片均与正极引线连接。

优选的，所述两组四片压电陶瓷环片的内环直径大于所述固定件的直径，且所述两组四片压电陶瓷环片内环侧与所述固定件之间形成空腔。

优选的，所述固定件为螺栓，所述第一质量块中间设有能容纳所述螺栓穿过的通孔，所述第二质量中间设有能容纳所述螺栓穿过的通孔，所述第三质量块中间设有与所述螺栓配合的螺孔。

优选的，所述外绝缘层覆盖了整个所述激振部分和部分第一质量块和部分第二质量块，所述引线分别从所述外绝缘层与所述第一质量块之间引出。

优选的，所述第一质量块为碳钢材质，所述第二质量块为铝材质，所述第三质量块为碳钢材质；所述第一质量块的质量大于所述第二质量块和第三质量块的质量之和。

优选的，所述圆锥体的锥角为45-60度。

优选的，所述螺栓为金属材质，所述外绝缘层为绝缘橡胶材质。

所述的超声波纵波和横波测试击发探头的制造方法，包括以下步骤：