专利名称：一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波检测设备领域，具体为一种球墨铸铁曲轴超声波检 测专用换能器。
(二)
背景技术：
球墨铸铁具有机械强度高、耐磨性能好、易成型、造价低的特点，而常被 用来制造汽车发动机的曲轴。由于球墨铸铁在冶炼过程中，在球化剂处理工艺 技术上的差别，铁水温度不同，几何形状影响到铁水冷却系统的不同，在球墨 铸铁曲轴内部会产生如疏松、气孔、縮松、縮孔、夹杂物等各种缺陷，这些缺 陷会使在行驶汽车中的曲轴断裂，造成重大的人员伤亡事故。目前对于球墨铸 铁曲轴的检测最为有效的是超声波检测法，但是由于球墨铸铁曲轴自身构造特 点造成超声波检测曲轴的表面耦合问题以及检测时超声束在曲轴轴颈面上的能 量发散问题。另外经实际的试车试验，在离各种曲轴的主轴颈与连杆轴颈过度
区圆弧表面6mm以内的缺陷，在运行中极易引起曲轴的断裂，所以必须把曲轴 圆弧部位离表面6mm以内的缺陷全部检测出来，但是因为6ram范围是在超声纵 波的近场区范围内，超声波压P在近场区范围内有多个极大值和极小值，曲轴 的缺陷在近场区范围内，不但定量不准确，而且容易漏检， 一旦漏检，则等于 埋下曲轴断裂的隐患。
(三) 发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能 器，其能把超声纵波的近场区移到超声换能器内部，使超声束一进入被检测曲 轴表面就在远场区范围内，使离曲轴圆弧部位6mm范围内缺陷能以很高的灵敏 度检测出来，从而解决了曲轴圆弧部位6mm以内缺陷的检测问题。
其技术方案是这样的其包括金属外壳、接线柱、压电晶片、吸声材料、 延迟块，其特征在于所述延迟块包括对称布置的左延迟块、右延迟块，所述 压电晶片分别装于所述左延迟块、右延迟块的顶部，在所述对称布置的左延迟块、右延迟块之间设置有隔声层，所述隔声层与所述左延迟块、右延迟块之间 留有间距。
其进一步特征在于所述隔声层与所述左延迟块、右延迟块之间的间距相 等；所述距离为1毫米至5毫米之间；所述隔声层与所述左延迟块、右延迟块 高度相同；所述吸声材料成份主要环氧树脂和钨粉；所述压电晶片包括左压电 晶片、右压电晶片，所述左压电晶片、右压电晶片入射超声束射向延迟块靠近 隔声层一侧的点产生折射管束的交点距离探头表面的垂直距离h在0. 1毫米至1 毫米之间；所述隔声层的厚度为2毫米到2. 5毫米。
本实用新型的有益效果是换能器内设置了左右两个延迟块，延长了声程， 把压电晶片的近场区长度设计在延迟块内部，使超声束一接到被检测的连杆上， 就在远场区范围内，消除了在近声区内超声束产生的多个极大值和极小值，减 少对缺陷定量上的误差，而隔声层吸收换能器内两晶片之间产生的干扰波，从 而提高了连杆内各种缺陷定量准确性。
图1为本实用新型的剖面结构示意图。 具体实施方式
见图1，本实用新型包括金属外壳9、接线柱2a、 2b、左压电晶片5a、右 压电晶片5b、吸声材料3、对称布置的左延迟块6a、右延迟块6b，左压电晶片 5a、右压电晶片5b分别安装于对称布置的左延迟块6a、右延迟块6b的顶部， 左延迟块6a、右延迟块6b之间设置有隔声层1，隔声层1的厚度为2毫米到2. 5 毫米，隔声层1与左延迟块6a、右延迟块6b之间的间距相等，间距在1毫米至 5毫米之间；隔声层1与左延迟块6a、右延迟块6b高度相同；吸声材料3成份 主要为环氧树脂和钨粉；左压电晶片5a、右压电晶片5b入射超声束射向延迟块 靠近隔声层一侧的点(即图中a点、b点)产生折射管束的交点距离探头表面的垂 直距离h在0. 1毫米至1毫米之间。
在对球墨铸铁曲轴进行超声检测时，用高频电缆将超声检测测试仪与换能 器连接，在接通电源后，超声波检测仪中同步电路中的L一C电路产生高频电振 动，通过高频电缆线输入到换能器正负两块压电晶片5a、 5b上，使压电晶片5a、5b产生同频率的纵向伸长、横向縮短形变，把电能转化为机械能，从而产生一
个同频的高频机械振动，延迟块6a、 6b借助于耦合剂，把高频超声振动传入被 检工件内部传播的过程中，形成超声波。换能器内的吸声材料吸收反面超声波， 而隔声层1吸收压电晶片5 a、 5b之间产生的干扰波。当在工件中遇到缺陷或底 面，超声振动又被反射回来，经压电晶片5a、 5b后，由于压电晶片的可逆压电 效应，把接收到工件中缺陷的机械振动信号转化为同频率的电信号，通过4a、 4b和2a、 2b和高频电缆线传入超声波检测仪器内，电信号经过多级放大，以脉 冲波的形式出现在超声波检测仪的荧光屏上，即可被检测人员观察到缺陷在工 件中的位置和大�。佣瓿闪顺ǘ粤说募觳馊挝�。
权利要求1、一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器，其包括金属外壳、接线柱、压电晶片、吸声材料、、延迟块，其特征在于所述延迟块包括对称布置的左延迟块、右延迟块，所述压电晶片分别装于所述左延迟块、右延迟块的顶部，在所述对称布置的左延迟块、右延迟块之间设置有隔声层，所述隔声层与所述左延迟块、右延迟块之间留有间距。
2、 根据权利要求1所述一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器，其特征 在于所述隔声层与所述左延迟块、右延迟块之间的间距相等。
3、 根据权利要求2所述一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器，其特征 在于所述距离为1毫米至5毫米之间。
4、 根据权利要求l所述一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器，其特征 在于所述隔声层与所述左延迟块、右延迟块高度相同。
5、 根据权利要求l所述一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器，其特征 在于所述压电晶片包括左压电晶片、右压电晶片，所述左压电晶片、右压电 晶片入射超声束射向延迟块靠近隔声层一侧的点产生折射管束的交点距离探头 表面的垂直距离h在0. 1毫米至1毫米之间。
6、 根据权利要求1所述一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器，其特征 在于所述隔声层的厚度为2毫米到2.5毫米。
专利摘要本实用新型为一种球墨铸铁曲轴超声波检测专用换能器。其能把超声纵波的近场区移到超声换能器内部，使超声束一进入被检测曲轴表面就在远场区范围内，使离曲轴R部位6mm范围内缺陷能以很高的灵敏度检测出来，从而解决了曲轴R部位6mm以内缺陷的检测问题。其包括金属外壳、接线柱、压电晶片、吸声材料、延迟块，其特征在于所述延迟块包括对称布置的左延迟块、右延迟块，所述压电晶片分别装于所述左延迟块、右延迟块的顶部，在所述对称布置的左延迟块、右延迟块之间设置有隔声层，所述隔声层与所述左延迟块、右延迟块之间留有间距。
文档编号G01N29/24GK201242539SQ20082003514
公开日2009年5月20日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日
发明者孙岳宗, 缪庆芝, 缪洪生 申请人:孙岳宗
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