[发明专利]中心自聚焦圆环阵探头

说明书

本发明公开了一种中心自聚焦圆环阵探头，包括：中心晶片，用于实现工件表层的单元点自聚焦扫查；环形晶片，通过电子聚焦实现工件深度方向上的聚焦扫查；所述环形晶片套装设置在所述中心晶片外并与所述中心晶片同轴；所述环形晶片设为至少两个，所有的所述环形晶片的外径与内径之差相等。本发明的中心自聚焦圆环阵探头，通过设置中心晶片，利用中心晶片实现工件表层的自聚焦扫查，以覆盖工件近表面的检测要求；通过设置环形晶片，利用电子聚焦，可实现工件深度方向上的聚焦扫查，以满足工件深度较深的区域的检测要求；即本发明的中心自聚焦圆环阵探头，可满足全深度高效高分辨力水浸自动化扫查的要求。

技术领域

本发明属于超声无损检测技术领域，具体的为一种中心自聚焦圆环阵探头。

背景技术

水浸超声检测是将探头和工件放置于相隔一定距离的水中进行的非接触式超声检测方法。目前的检测探头通常采用单通道点聚焦水浸探头或线阵探头。在超声检测中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的，探头的性能很大程度上决定了超声检测的性能。超声水浸法一般应用在自动化扫查方案中，随着检测要求和检测效率的提高，要求检测的缺陷越来越小，检测灵敏度不断提升。目前的问题是：单通道点聚焦探头效率高，但无法解决厚件检测；线性阵列探头可以检测厚工件，但存在通道数多、系统硬件及电路复杂以及成本高且检测效率低的缺点，且线性阵列探头采用平面声场，声束容易扩散，无法做到对细微缺陷的高分辨检测要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种中心自聚焦圆环阵探头，可满足全深度高效高分辨力水浸自动化扫查的要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种中心自聚焦圆环阵探头，包括：

中心晶片，用于实现工件表层的单元点自聚焦扫查；

环形晶片，通过电子聚焦实现工件深度方向上的聚焦扫查；

所述环形晶片套装设置在所述中心晶片外并与所述中心晶片同轴；

所述环形晶片设为至少两个，所有的所述环形晶片的外径与内径之差相等。

进一步，所述中心晶片的内侧面和外侧面为同心的球面，且所述中心晶片的内侧面和外侧面的球面圆所在的平面距离对应的所述球面的最大距离小于等于该球面的半径。

进一步，所述中心晶片的内侧面的球径为2-300mm。

进一步，所述中心晶片和所述环形晶片均采用压电陶瓷或压电复合材料制成。

进一步，相邻两个所述环形晶片的中心圆直径之差相等。

进一步，所有的所述环形晶片沿着所述中心晶片的外侧面球面圆的径向向外的方向依次设置；相邻两个所述环形晶片中，靠近所述中心晶片的所述环形晶片的外径小于等于远离所述中心晶片的所述环形晶片的内径；所有的所述环形晶片中，距离所述中心晶片最近的所述环形晶片的内径大于等于所述中心晶片外侧面的球面圆直径。

进一步，所述环形晶片的数量为2-100片。

进一步，所述中心晶片和所述环形晶片相对的第一表面和第二表面均设有电极层；设置在所述中心晶片的所述第一表面上以及设置在所有的所述环形晶片的所述第一表面上的电极层之间采用第一导线导通；设置在所述中心晶片的所述第二表面上以及设置在所有的所述环形晶片的所述第二表面上的电极层上分别设有第二导线。

进一步，所述电极层采用金、银、铜、铬和镍中的一种金属材料制成或至少两种金属材料的合金制成。

进一步，所述中心晶片的所述第一表面上以及所有的所述环形晶片的所述第一表面上分别设有至少一层匹配层。

本发明的有益效果在于：