[实用新型]用于检测圆形工件的蜂窝结构面阵探头

说明书

本实用新型公开了一种用于检测圆形工件的蜂窝结构面阵探头，包括壳体，所述壳体的一端设有圆形检测区，所述圆形检测区内设有呈蜂窝状阵列设置的压电阵元，任意平行于所述圆形检测区的截面在所述压电阵元上截得的截面的外廓形状为正六边形。本实用新型用于检测圆形工件的蜂窝结构面阵探头，通过在壳体内设置圆形检测区，并将正六边形的压电阵元呈蜂窝状布置在圆形检测区内，能够覆盖更大的检测区域，用于检测圆形工件时，可增大压电阵元的有效检测范围，无需移动或旋转即可解决现有方形面阵探头无法完全覆盖圆形工件端面的问题；且圆形检测区内的压电阵元的数量可以布置得更多，能量更大、分辨率更高，大大提升了检测信噪比和操作方便性。

技术领域

本实用新型超声无损检测技术领域，具体的为一种用于检测圆形工件的蜂窝结构面阵探头。

背景技术

如图1所示，为现有的一种设计为阵元排布为N*N或N*M(N、M≥2)的方形面阵探头的结构示意图，当检测对象为圆柱体(如风电/水电高强度螺栓、高速列车制动盘散热筋等)，由于面阵探头晶片有效为方形，探头与工件覆盖不完全，造成前端有部分区域存在盲区，需要通过移动或旋转探头来实现完全覆盖，如图2所示。且在役检测工况下，螺栓等部件已固定于设备，探头只能从圆柱的一个端面进行检测，而检测部件长度较长或检测高衰减材料时，由于超声衰减特性，现有超声波面阵探头存能量小、信噪比不足等问题，给检测及检测人员带来较大不便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于检测圆形工件的蜂窝结构面阵探头，在检测圆形工件时，可增大压电阵元的有效检测范围，解决现有方形面阵探头无法完全覆盖圆形工件端面的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于检测圆形工件的蜂窝结构面阵探头，包括壳体，所述壳体的一端设有圆形检测区，所述圆形检测区内设有呈蜂窝状阵列设置的压电阵元，任意平行于所述圆形检测区的截面在所述压电阵元上截得的截面的外廓形状为正六边形。

进一步，所述压电阵元包括压电晶片，所述压电晶片的外侧设有匹配层、内侧设有背衬块，所述压电晶片的内侧侧面上设有内电极、外侧侧面上设有外电极，所述内电极位于所述背衬块与所述压电晶片之间，所述外电极位于所述匹配层与所述压电晶片之间。

进一步，所述内电极上设有与其电连接的内电极引线，所述外电极上设有与其电连接的外电极引线。

进一步，所述压电阵元的数量n满足：4096≥n≥4。

进一步，所述压电晶片采用1-3型压电陶瓷复合材料制成。

进一步，所述内电极采用金、铬、镍、铜或银制成，所述外电极采用金、铬、镍、铜或银制成。

进一步，所述匹配层设为至少一层。

进一步，所述背衬块采用环氧树脂制成，所述环氧树脂内混合有金属氧化物粉末。

进一步，所述壳体的外廓线为与所述圆形检测区同轴的圆形。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型用于检测圆形工件的蜂窝结构面阵探头，通过在壳体内设置圆形检测区，并将正六边形的压电阵元呈蜂窝状布置在圆形检测区内，相较于现有的方形面阵探头，本实用新型的探头能够覆盖更大的检测区域，用于检测圆形工件时，可增大压电阵元的有效检测范围，无需移动或旋转即可解决现有方形面阵探头无法完全覆盖圆形工件端面的问题；且圆形检测区内的压电阵元的数量可以布置得更多，能量更大、分辨率更高，大大提升了检测信噪比和操作方便性，为工件三维检测成像提供有力支撑。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：