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专利名称：一种小直径薄壁钢管探伤用超声波线聚焦探头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无损检测领域，特别是涉及一种小直径薄壁钢管探伤用超声波线聚焦探头。
背景技术：
在航空领域中，对小直径薄壁无缝钢管进行超声波检验时，其检验要求按《航空用小直径薄壁无缝钢管超声波检验说明书》(HB/Z 75-83)，以下简称《航检说明书》。《航检说明书》中对探伤系统的要求1、采用工作频率为5 10兆赫的液浸点聚焦探头，为在管壁内产生较纯的横波，回波下降3分贝处的波束宽度不应大于管壁的二分之一 ；2、须用人工伤标准样管对探伤系统的工作灵敏度进行调整和效验，应将内、外伤信号幅度调到显示屏满刻度(或饱和值)50% 80%以上，内、外伤的波高应尽可能一致，差值应不大于2分贝， 并以较低的信号为准取作报警灵敏度。但在实际检测中，多用液浸线聚焦探头而不是液浸点聚焦探头进行超声波检测， 目前市场上的5 10兆赫的液浸线聚焦探头，在对探伤系统的灵敏度进行调试时，针对 Φ8Χ1、Φ 10X1钢管不能满足《航检说明书》中“须用人工伤标准样管对探伤系统的工作灵敏度进行调整和效验，内、外伤的波高应尽可能一致，差值应不大于2分贝”的要求。现有的超声波线聚焦探头在制作时，只考虑探头的频率与焦距等常规因素，没有考虑到小直径薄壁管探伤的特殊要求，导致不能满足《航检说明书》的要求。发明内容本实用新型提供了一种小直径薄壁钢管探伤用的超声波线聚焦探头，该探头能够满足《航检说明书》的要求。超声波线聚焦探头由声透镜、压电晶片、阻尼块及外壳、导线和接头组成，其结构为压电晶片粘于声透镜的中心位置，火线和接地线分别焊接在压电晶片相对的两面上， 粘接好压电晶片的声透镜通过阻尼块固封与探头外壳内，接地线在探头的外壳内部接地。 火线引出探头外壳与接头连接在一起。超声波线聚焦探头的关键部位为声透镜、压电晶片及阻尼块，其中压电晶片的材料为铌酸钠锂，尺寸为Φ6πιπι，谐振频率为IOMHz ；声透镜材料为有机玻璃，声透镜曲率R = 9mm，声透镜中心厚度d = 0. 5mm ；阻尼块的材料为聚硫橡胶、环氧树脂、钨粉、聚乙烯二氨的混合物，其中聚硫橡胶、环氧树脂、钨粉、聚乙烯二氨按照10 20 40 1的比例边加热边混合均勻压制而成。有益效果应用本实用新型所述探头，对Φ8Χ 1和Φ IOX 1规格的小直径薄壁无缝钢管进行超声波检测，能够满足《航检说明书》的要求。

图1是本发明所述的探头结构示意图1为声透镜；2为压电晶片；3为阻尼块；4为外壳；5为火线；6为地线；7为接头；具体实施方式
1.小直径薄壁钢管探伤用的超声波线聚焦探头关键部位的材料及参数选择线聚焦探头的关键部位为声透镜、压电晶片及阻尼块，这些部位的材料及参数设置如下外壳可采用黄铜等导电良好的材料，结构为普通探头一样；接头援用标准UHF防水接头。压电晶片材料铌酸钠锂压电晶片谐振频率IOMHz压电晶片尺寸Φ6ι πι声透镜材料有机玻璃声透镜曲率R = 9mm声透镜中心厚度d = 0. 5_阻尼块配方将聚硫橡胶、环氧树脂、钨粉、聚乙烯二氨按照10 20 40 1的比例边加热边混合均勻。2.小直径薄壁钢管探伤用的超声波线聚焦探头的制作步骤用电烙铁将火线5和地线6分别焊接于压电晶片2相对的两面上，将环氧树脂类 AB胶混合好涂抹在声透镜1的中心位置，用镊子将压电晶片2小心地放置在胶水上，轻压并移动，使压电晶片2中心与声透镜1中心尽量重合，放置一段时间待其粘牢，用电烙铁将压电晶片2的接地线6焊接在探头的外壳4内部，将粘接好压电晶片2的声透镜1装入探头外壳4内，将混合好的液状阻尼材料从外壳4另一端浇注(压电晶片的火线引线要引出，待后面与接头焊接)，阻尼块3的深度约为1 2cm，放置1 2天待阻尼块3彻底凝固，将压电晶片火线5引线焊接至接头7相应位置，连接好接头7与外壳4。用制作好的探头按照《航检说明书》对Φ8Χ1、Φ 10Xl标准样管进行调试，可通过砂纸轻微修磨声透镜的方法来改善接收声波的波形，探伤仪显示的内、外伤波形清晰、波高差值不大于2dB时为探头合格。采用本实用新型所述的探头，对Φ8Χ1、Φ10Χ1样管调试时，其内、外伤波高差值在2dB以内，满足《航检说明书》的要求。
权利要求1.一种小直径薄壁钢管探伤用的超声波线聚焦探头，由声透镜、压电晶片、阻尼块及外壳、导线和接头组成，其特征在于压电晶片粘于声透镜的中心位置，火线和接地线分别焊接在压电晶片相对的两面上，粘接好压电晶片的声透镜通过阻尼块固封与探头外壳内，接地线在探头的外壳内部接地，火线引出探头外壳与接头连接在一起。
2.根据权利要求1所述的小直径薄壁钢管探伤用的超声波线聚焦探头，其特征在于 压电晶片的材料为铌酸钠锂，尺寸为Φ 6mm，谐振频率为10MHz。
3.根据权利要求1所述的小直径薄壁钢管探伤用的超声波线聚焦探头，其特征在于 声透镜材料为有机玻璃，声透镜曲率R = 9mm，声透镜中心厚度d = 0. 5mm。
专利摘要本实用新型提供一种小直径薄壁钢管探伤用的超声波线聚焦探头，由声透镜、压电晶片、阻尼块及外壳、导线和接头组成，其结构为压电晶片粘于声透镜的中心位置，火线和接地线分别焊接在压电晶片相对的两面上，粘接好压电晶片的声透镜通过阻尼块固封与探头外壳内，接地线在探头的外壳内部接地，火线引出探头外壳与接头连接在一起，其中压电晶片的材料为铌酸钠锂，尺寸为φ6mm，谐振频率为10MHz；声透镜材料为有机玻璃，声透镜曲率R＝9mm，声透镜中心厚度d＝0.5mm；阻尼块的材料为聚硫橡胶、环氧树脂、钨粉、聚乙烯二氨的混合物，其中聚硫橡胶、环氧树脂、钨粉、聚乙烯二氨按照10∶20∶40∶1的比例边加热边混合均匀压制而成。
文档编号G01N29/24GK202013337SQ20102065713
公开日2011年10月19日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者徐永明, 程星国 申请人:贵州黎阳航空动力有限公司