[实用新型]一种直压复叠式纵横波换能器

说明书

本实用新型公开了一种直压复叠式纵横波换能器，包括与高压堵头匹配的辐射体、屏蔽罩以及位于屏蔽罩内且同轴复叠的纵波振子和横波振子，屏蔽罩可拆卸连接于辐射体背面，纵波振子和横波振子设置于辐射体背面，纵波振子和横波振子背面设置有吸声材料、外周设置有隔离套，辐射体正面设置有相互连通的导流孔和导流槽。本种换能器解决了在试验中传统换能器不能受压而导致声波沿钢体绕射、声能量损失过大等问题；同时本换能器可以很方便的与高压堵头相配，并在高温、高压条件下获取被测物体同一点的纵波速度和横波速度及它们的衰减变化的波形，克服了高温高压条件下多次实验或多点测试带来的不便性和不一致性。

技术领域

本实用新型涉及超声波技术领域，特别涉及一种直压复叠式纵横波换能器。

背景技术

超声检测(传感)技术作为声学传感技术的一种，是利用超声波的较好的方向性、较强的穿透能力以及易于获得较集中等特性对距离、流速等物理特性进行检测的技术。

在岩芯孔隙介质的内部流体的相态变化特征的研究中，在CO2埋存及驱油实验中，利用超声波测试来获取它的相态变化特征时，由于换能器不能受压，因此需要用耦合剂将换能器放置于高压堵头内部，由高压堵头的端面与受试孔隙介质或岩芯端面接触压紧。但这样的话声波将通过高压堵头前端面金属板向受试孔隙介质端面发射和接收超声波，这无疑使声波经过两个耦合面和金属体产生散射及损耗，环形金属釜体极易产生声波沿钢体绕射情况，同时换能器的放置也是纵波、横波分体的，纵波和横波不能同点获得，因此不能满足岩芯声波测试和孔隙介质的内部流体的相态变化测试和分析的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种与高压堵头配合使用能直接作用在受试孔隙介质或岩芯端面上，且能在同一点发射和接收纵波及剪切横波的直压复叠式纵横波换能器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的如下技术方案：

一种直压复叠式纵横波换能器，包括与高压堵头匹配的辐射体、屏蔽罩以及位于屏蔽罩内且同轴复叠的纵波振子和横波振子，所述屏蔽罩可拆卸连接于所述辐射体背面，所述辐射体背面与所述屏蔽罩内壁构成封闭空间，所述纵波振子和横波振子设置于所述辐射体背面，所述纵波振子和横波振子分别连接有导线，所述屏蔽罩设置有供所述导线穿过的通孔，所述纵波振子和横波振子背面设置有吸声材料，所述纵波振子和横波振子外周设置有隔离套，所述辐射体正面设置有相互连通的导流孔和导流槽。

上述内容有益效果在于：吸声材料堆积于振子背面从而形成振子背面吸收堆，振子背面吸收堆以及隔离套使得纵波振子和横波振子获得独特的振动边界条件和隔离效应，从而获得良好的波形；辐射体形状大小均与高压堵头前端对应，辐射体的导流孔与高压堵头的导流孔相对应，换能器通过辐射体安装于高压堵头前端使用，辐射体替代原高压堵头前金属板直接与受试孔隙介质或岩芯端面接触押金，解决了传统方式中声波沿钢体绕射、声能量损失过大等问题；同时纵波振子和横波振子同轴复叠于辐射体背面，解决了纵波、横波不能在同点的问题；通过换能器辐射体上的导流槽和导流孔可以对受试岩体或孔隙介质注入或释放不同的流体介质，从而通过与换能器连接的分析系统分析岩体或孔隙介质的内部流体的相态变化、饱合程度及杨氏模量、剪切模量、体积模量、泊松比、拉梅系数，纵波、横波波速、主要频率及其衰减系数等力学物理参数，形成相应的可视化图表与波形。

进一步地，所述幅射体侧周边开设有环形槽，所述环形槽内设置有密封圈。密封圈抵触高压堵头内壁，起密封作用。

进一步地，所述辐射体正面还设置有螺丝孔，所述辐射体与所述高压堵头通过固定螺丝固定连接。

进一步地，所述辐射体采用高强度工具钢或不锈钢制作。高强度工具钢或不锈钢提供辐射体较强的抗压性能。

进一步地，所述导线为耐高温导线。耐高温导线提升换能器的耐高温性能。