[实用新型]一种同轴复叠式换能器

说明书

技术领域

本实用新型属于超声波装置领域，特别涉及了一种同轴复叠式换能器。

背景技术

传统的换能器一般是一次实验仅能测出纵波或一个单向量横波，这类设备不仅给岩体实验带来多次复杂试验操作，而且多次试验也破坏了试验条件的严格一致性。

现有专利《一种岩心纵横波波速测量探头》（申请号：200720081615.7），该专利虽然能够一次性产生岩心的纵波和一个绕曲波，但仅靠一个横向绕曲波与纵波仍然很难完全满足岩心力学参数的分析需要。

还有一种复合型换能器，由三个独立振子组成，每个振子按120度分列，其中两个按剪切振动模式振动的振子按其灵敏度方向相差90度排列，在一个面上产生两个不同方向的剪切横波、纵波振子产生径向纵波，从而产生三份量波形（X方向、Y方向和Z方向）。但是此种换能器检测的是三个点，而岩体是一个各向异性的多晶体，从严格的意义来讲，应该采用同一点的纵波、横波所引起的力学效应来综合计算其力学参数，这在试件小、细晶格情况下，就显得尤为重要。

实用新型内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本实用新型旨在提供一种同轴复叠式换能器，能够在同一次高温、高压等环境实验条件下，同时实现受试岩体同一点的纵波、多向量横波波速及衰减特性的测量，尤其适合试件小、细晶格岩石试品的检测。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为：

一种同轴复叠式换能器，包括承压体、振子堆面罩、正相位横波振子、差相位横波振子和纵波振子，所述承压体的一端为开口，且承压体内部空心，承压体的开口处设有振子堆面罩，所述振子堆面罩的外表面作为换能器的超声波辐射/接收面，振子堆面罩的内表面与承压体的内壁构成封闭空间，所述正相位横波振子、差相位横波振子和纵波振子均置于封闭空间内，振子堆面罩的内表面上依次同轴复叠前述纵波振子、正相位横波振子和差相位横波振子，所述正相位横波振子与差相位横波振子按灵敏度方向旋转90度进行复叠，正相位横波振子、差相位横波振子和纵波振子分别接有导线。

其中，还包括吸收堆，所述吸收堆设置在差相位横波振子不与正相位横波振子接触的一侧。

其中，还包括振子外罩，所述振子外罩设置在所述封闭空间里，正相位横波振子、差相位横波振子、纵波振子和吸收堆均设置在振子外罩内。

其中，上述承压体与振子堆面罩的接合处设有O型密封圈，使承压体与振子堆面罩的接合处密封。

其中，上述正相位横波振子、差相位横波振子和纵波振子连接的导线从承压体引出，引出处设有密封螺栓进行密封。

其中，纵波振子周边的振子堆面罩的内表面上刻蚀有圆形分隔槽。

采用上述技术方案带来的有益效果：

  本实用新型设计的换能器，在同轴心连续复叠两个横波振子和一个纵波振子，从而一体化集成地实现了纵波速度和两个不同向量的剪切横波波速的测量。本实用新型能在实验过程中实时地提供受试岩体的纵波、以及与纵波同一点的多向量横波波速及衰减特性的测量。配套相关实验设备可以有效的在高温、高压状态下一次性获得该岩石样品同一点的纵波波速、横波波速及其衰减系数和主要频率以及被测岩体的扬氏模量、剪切模量、体积模量、泊松比、拉美系数等力学参数和相应的可视化图表与波形。本实用新型能满足岩体及各类非金属脆性材料的波动实验要求，并实现对实验对象长时间无人值守的连续测试。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示本实用新型的结构示意图，一种同轴复叠式换能器，包括承压体、振子堆面罩、正相位横波振子、差相位横波振子和纵波振子，所述承压体的一端为开口，且承压体内部空心，承压体的开口处设有振子堆面罩，所述振子堆面罩的外表面作为换能器的超声波辐射/接收面，振子堆面罩的内表面与承压体的内壁构成封闭空间，所述正相位横波振子、差相位横波振子和纵波振子均置于封闭空间内，振子堆面罩的内表面上依次同轴复叠前述纵波振子、正相位横波振子和差相位横波振子，所述正相位横波振子与差相位横波振子按灵敏度方向旋转90度进行复叠，正相位横波振子、差相位横波振子和纵波振子分别接有导线。

在本实施例中，同轴复叠式换能器还包括吸收堆，所述吸收堆设置在差相位横波振子不与正相位横波振子接触的一侧。

在本实施例中，同轴复叠式换能器还包括振子外罩，所述振子外罩设置在所述封闭空间里，正相位横波振子、差相位横波振子、纵波振子和吸收堆均设置在振子外罩内。