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专利名称：磁吸式超声斜入射传感器收发装置的制作方法
技术领域：
本发明设计了 一种磁吸式超声斜入射传感器收发装置，适用于超声斜入射时产生表面波或纵波来实现应力的检测。
背景技术：
表面残余应力的检测受到越来越广泛的重视，现阶段很多科研机构运用超声临界折射纵波和表面波进行表面残余应力的检测，虽然超声应力检测理论已经很成熟，但由于现场测试环境复杂，被测工件空间摆放位置不一致，故传感器放置难度较大，经常需手扶或额外添加夹具，使得结构复杂，体积庞大，美观性较差。国内外在设计超声波斜入射传感器结构时，多通过螺纹或特制夹具将超声换能器固定在有机玻璃楔块中，但是这种结构在换能器与楔块耦合时，每次都须将换能器取出，涂匀耦合剂后再次安装。现阶段较为有效的超声应力检测理论为声弹性公式，运用这种结构进行应力检测时，无法保证每次涂抹在楔块与传感器之间的耦合剂均匀，也无法保证传感器与楔块之间的接触紧密度一致，受人为因素影响较大，该结构在现场测试时，操作时间较长。现场测试传感器放置在被测工件上时，须在有机玻璃与被测工件之间涂抹耦合齐U，通过声时法测量应力时，保证声时的测量精度很关键，如何在楔块与被测试件之间保持恒定的压力，以保证楔块与工件之间的耦合层厚度一致十分关键。

发明内容
本发明的目的是提供一种无需拆卸超声换能器就可保证换能器与楔块耦合良好，在楔块与被测工件之间提供恒定的压力，且不受人为因素影响的磁吸式超声波斜入射传感器收发装置。本发明的目的是这样实现的，在有机玻璃上加工出螺纹，换能器通过螺纹与楔块连接，并在有机玻璃内部加工出圆柱空腔，空腔中灌注甘油并密封，实现换能器与有机玻璃的耦合，通过侧壁上的小孔注油，无须拆卸换能器。在两楔块之间加装改进型磁座，磁力强大且恒定。
四

图1磁吸式超声斜入射传感器收发装置示意2强力磁座结构原理图

磁座开关1，磁座外壳2,顶部固定板3,超声换能器4,端部固定板5,有机玻璃楔块主体6，侧壁注油孔7，圆柱形空腔8，铝块9，导磁钢块10，7mm厚强磁铁11
五具体实施例方式下面对本发明的具体实施方式
进行详细说明
如图1所示，磁吸式超声斜入射传感器收发装置包括有机玻璃楔块、磁座、固定板。有机玻璃主体6的斜面上加工出螺纹，换能器4通过螺纹与有机玻璃楔块主体6固定。在楔块主体6内部加工一空腔8，空腔8直径比换能器圆形晶片直径尺寸要大4mm，以保证灌注油量充足，即使存在一定气泡，也不会对声波入射造成影响。在楔块侧壁加工螺纹通孔7，当油量不足时，只需通过注射器向空腔内注油，无需拆卸传感器。为了减小楔块与被测工件的接触面积，在声束入射方向上加工出凸台。楔块倾角设计得是否准确对能否激发出临界折射纵波十分关键。准确加工20mm厚的圆柱形有机玻璃试样，采用脉冲回波方法，精确计算底面回波的时差，计算出有机玻璃声速，之后根据Snell定律，计算入射角。图2为磁座结构图，包括磁座外壳、导磁钢块、铝块、强磁铁。选择外形尺寸35mmx30mmx35mm的磁力表座,机械加工导磁钢块4,使其与定制的7mm厚强磁铁11恰好装配在磁座外壳内。当用磁座开关I旋转强磁铁11到水平位置时，磁力线导通，磁座对外提供磁力，当旋转磁座开关I使磁铁11使其处于竖直位置时，因铝材的隔磁作用，磁力线不导通，磁座对外不提供磁力，可将楔块轻易取出。磁座底部较楔块凸台底部要高出O. 5mm,以保证有机玻璃楔块凸台与被测试件接触良好。磁座外壳在宽度方向比有机玻璃楔块大时，因磁力太大，为避免磁力不平衡引起楔块侧翻，将磁座外壳在宽度多余的部分在深度方向上铣去2mm，保证磁力均衡。楔块主体6、磁座外壳2和端部固定板5通过M3螺钉连接,楔块两侧均须加装固定板。楔块主体6的上表面与磁座外壳2通过顶部固定板3通过M3螺钉连接，固定板由3mm厚不锈钢加工，以保证结构的刚性。使用时，须在有机玻璃楔块底部涂抹耦合剂，将传感器收发装置置于被测工件表面，旋转磁座开关1，使磁座产生强磁并将装置牢固吸附在工件上。在需要测另外一点时，旋转磁座开关I到另外一角度就可将传感器收发装置轻松取出。
权利要求
1.磁吸式超声斜入射传感器收发装置，其特征在于它包括超声换能器，有机玻璃楔块，磁座。
2.根据权利要求1所述有机玻璃楔块，其斜面上有螺纹用于固定换能器，内部有空腔，空腔密封甘油，实现换能器与有机玻璃之间的耦合。
3.根据权利要求1所述的有机玻璃楔块，其侧壁开一小孔，用于向腔内注油，无需拆卸传感器就可实现向空腔内注油，严格保证晶片到有机玻璃斜面的距离不变。
4.根据权利要求1所述的磁座，内部加装7_厚度强磁铁，具有非常大的磁性且磁力可保持恒定，通过人为改变磁路走向来实现手动断磁。
全文摘要
本发明涉及一种磁吸式超声斜入射传感器收发装置，本装置无需拆卸超声换能器就可实现超声换能器与有机玻璃实现耦合的超声斜入射结构。磁性底座提供的磁力是普通磁座的数倍，可保证该装置与被测试件紧密接触，耦合良好、操作简便。该装置拥有一定数量固定板且结构设计合理，可充分保证装置的刚度。该结构在用于依据声弹性理论的应力检测系统中，可充分保证超声声时的测量精度。
文档编号G01L1/25GK103017952SQ20111028307
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者徐春广, 杨向臣, 潘勤学, 肖定国, 徐浪, 李骁, 宋文涛, 郭军 申请人:北京理工大学