[实用新型]一种同体阵列式岩石超声交叉测试换能器

说明书

本实用新型公开了一种同体阵列式岩石超声交叉测试换能器，包括方形外壳，外壳正面设置有多个相同的声辐射面，声辐射面阵列分布，外壳背面开设有多个与声辐射面分别对应的振动子孔，每个振动子孔底部分别设置有压电体，每只压电体分别连接有对应的导线，每个振动子孔外周还开设有隔振圈槽，每个隔振圈槽内均安装有隔振圈。采用本换能器可实现对受试岩体同一测试面范围内的多点直达、斜向等多角度纵波测量，克服了由传统换能器逐点测试而带来的费时、费力以及由于每次单点测试时换能器放置耦合边界条件不一致导致测试误差大的问题。

技术领域

本实用新型涉及超声技术领域，特别涉及一种同体阵列式岩石超声交叉测试换能器。

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。压电超声换能器作为高端超声检测仪器的核心部件，是一种利用压电效应和逆压电效应进行声-电和电-声转换的能量转换器件。当换能器发出的超声声波由于外界物理量(如测量距离、液体流速、物体厚度等)的作用而发生某些参数的改变时，会被换能器感受到并引起电学量的变化。如此便可以通过方便测量的电学量的改变推断出待测外界物理量的具体参数，从而达到测量外界物理量的目的。

传统针对岩体的超声检测设备一般是一次实验仅能测出受试岩体一点的一个直达纵波，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。传统针对岩体的超声检测设备一般均在常温常压环境下使用，难以完全满足岩体力学参数的测试及研究的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能同时实现对受试岩体同一条测试面范围内的直达、斜向等多角度纵波测量的同体阵列式岩石超声交叉测试换能器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的如下技术方案：

一种同体阵列式岩石超声交叉测试换能器，包括方形外壳，所述外壳正面设置有多个相同的声辐射面，所述声辐射面阵列分布，所述外壳背面开设有多个与所述声辐射面分别对应的振动子孔，每个所述振动子孔底部分别设置有压电体，每只所述压电体分别连接有对应的导线，每个所述振动子孔外周还开设有隔振圈槽，每个所述隔振圈槽内均安装有隔振圈。

上述换能器有益效果在于：换能器包括发射换能器与接收换能器，两者结构相同且相对设置，发射换能器将电信号转换为声波信号穿过受试岩体后由接收换能器接收，接收换能器将声波信号转化为电信号后传递给测试仪，发射换能器的多个阵列压电体实现对受试岩体测试面范围内的多点测量，发射换能器的某个压电体通过声辐射面发出的声波信号可由接收换能器的所有压电体接收，接收换能器的每个压电体接收到的声波信号角度均不相同，因此采用本种换能器可同时实现对受试岩体同一测试面范围内的直达、斜向等多角度纵波测量，克服了由传统换能器逐点测试而带来的费时、费力以及由于每次单点测试时换能器放置耦合边界条件不一致导致测试误差大的问题。

进一步地，每只所述压电体的上面均设置有固化吸声体。固化吸声体填充振动子孔从而形成振子背面吸收堆，振子背面吸收堆以及隔振圈使得压电体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。

进一步地，所述外壳设置有封闭盖，所述封闭盖开设有供所述导线穿过的通孔。封闭盖用以封闭振动子孔后端，导线沿通孔伸出外壳与外部测试仪连接。

进一步地，所述外壳采用铝合金条块。传统针对岩体的超声检测设备一般均在常温常压环境下使用，难以完全满足岩体力学参数的测试及研究的需要，采用铝合金条块作为外壳能提高换能器的耐压特性。

进一步地，所述导线采用耐高温导线。采用耐高温导线能提高换能器耐高温特性。