[发明专利]一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头

权利要求书

1.一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：该探头包括圆锥形探头楔块(1)、相控阵探头晶片以及探头壳体(5)，其中，在圆锥形探头楔块(1)的圆锥面上布置有若干个相控阵探头晶片(2)，每个相控阵探头晶片(2)均通过晶片电缆(3)相连接并汇总至集束同轴电缆组(4)中，套在晶片电缆(3)上的探头壳体(5)安装在圆锥形探头楔块(1)后端，并与集束同轴电缆组(4)封装形成整体结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的圆锥形楔块(1)的圆锥楔块角度θ可根据探头声束入射到紧固螺栓7中的角度横波要求确定，其中，检测时中心孔内冲入水作为耦合剂，根据超声波折射原来，利用公式以及公式θ＝α，可求解出圆锥楔块角度θ值，其中，C_水为水介质声速；C_螺为螺栓中声速；α为入射声束与中心孔内表面法线夹角；β为螺栓中折射声束与中心孔内表面法线夹角。

3.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的探头壳体(5)外壁后端安装有花瓣式对中定位支撑环(6)，用于实现相控阵探头在高温紧固螺栓中支撑和对中；所述的对中定位支撑环(6)为塑料材质。

4.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的圆锥形探头晶片(2)上沿圆锥面上呈扇形均匀布置有16片以上的相控阵探头晶片(2)。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的相控阵晶片(2)为梯形片状结构，其为复合晶片，频率为2～4MHz。

6.根据权利要求4所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的相控阵探头晶片(2)采用圆周线扫电子时序激发模式对探头晶片进行激发，一次至少激发4个相邻相控阵探头晶片(2)，次序激发相控阵探头晶片(2)的间隔为1。

7.根据权利要求2所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的相控阵探头声束入射到紧固螺栓(7)中的角度横波在35°～55°范围内选择。

8.根据权利要求6所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的电子时序次序激发相控阵探头晶片(2)并沿圆周方向循环，从而产生恒定角度的声束沿着圆周方向进行环形电子扫描。

9.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的探头壳体(5)的圆柱形壳体直径D1比紧固螺栓D2中心孔直径小4～6mm，探头壳体(5)与紧固螺栓(7)间隙空间为耦合剂水的注入提供通道。