專(zhuān)利名稱(chēng)：一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超聲波檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢 測(cè)專(zhuān)用換能器。
(二)
背景技術(shù)：
球墨鑄鐵具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨性能好、易成型、造價(jià)低的特點(diǎn)，而常被 用來(lái)制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。由于球墨鑄鐵在冶煉過(guò)程中，在球化劑處理工藝 技術(shù)上的差別，鐵水溫度不同，幾何形狀影響到鐵水冷卻系統(tǒng)的不同，在球墨 鑄鐵曲軸內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生如疏松、氣孔、縮松、縮孔、夾雜物等各種缺陷，這些缺 陷會(huì)使在行駛汽車(chē)中的曲軸斷裂，造成重大的人員傷亡事故。目前對(duì)于球墨鑄 鐵曲軸的檢測(cè)最為有效的是超聲波檢測(cè)法，但是由于球墨鑄鐵曲軸自身構(gòu)造特 點(diǎn)造成超聲波檢測(cè)曲軸的表面耦合問(wèn)題以及檢測(cè)時(shí)超聲束在曲軸軸頸面上的能 量發(fā)散問(wèn)題。另外經(jīng)實(shí)際的試車(chē)試驗(yàn)，在離各種曲軸的主軸頸與連桿軸頸過(guò)度
區(qū)圓弧表面6mm以?xún)?nèi)的缺陷，在運(yùn)行中極易引起曲軸的斷裂，所以必須把曲軸 圓弧部位離表面6mm以?xún)?nèi)的缺陷全部檢測(cè)出來(lái)，但是因?yàn)?ram范圍是在超聲縱 波的近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)，超聲波壓P在近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)有多個(gè)極大值和極小值，曲軸 的缺陷在近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)，不但定量不準(zhǔn)確，而且容易漏檢， 一旦漏檢，則等于 埋下曲軸斷裂的隱患。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能 器，其能把超聲縱波的近場(chǎng)區(qū)移到超聲換能器內(nèi)部，使超聲束一進(jìn)入被檢測(cè)曲 軸表面就在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)，使離曲軸圓弧部位6mm范圍內(nèi)缺陷能以很高的靈敏 度檢測(cè)出來(lái)，從而解決了曲軸圓弧部位6mm以?xún)?nèi)缺陷的檢測(cè)問(wèn)題。
其技術(shù)方案是這樣的其包括金屬外殼、接線(xiàn)柱、壓電晶片、吸聲材料、 延遲塊，其特征在于所述延遲塊包括對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊、右延遲塊，所述 壓電晶片分別裝于所述左延遲塊、右延遲塊的頂部，在所述對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊、右延遲塊之間設(shè)置有隔聲層，所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間 留有間距。
其進(jìn)一步特征在于所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間的間距相 等；所述距離為1毫米至5毫米之間；所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊 高度相同；所述吸聲材料成份主要環(huán)氧樹(shù)脂和鎢粉；所述壓電晶片包括左壓電 晶片、右壓電晶片，所述左壓電晶片、右壓電晶片入射超聲束射向延遲塊靠近 隔聲層一側(cè)的點(diǎn)產(chǎn)生折射管束的交點(diǎn)距離探頭表面的垂直距離h在0. 1毫米至1 毫米之間；所述隔聲層的厚度為2毫米到2. 5毫米。
本實(shí)用新型的有益效果是換能器內(nèi)設(shè)置了左右兩個(gè)延遲塊，延長(zhǎng)了聲程， 把壓電晶片的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)在延遲塊內(nèi)部，使超聲束一接到被檢測(cè)的連桿上， 就在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)，消除了在近聲區(qū)內(nèi)超聲束產(chǎn)生的多個(gè)極大值和極小值，減 少對(duì)缺陷定量上的誤差，而隔聲層吸收換能器內(nèi)兩晶片之間產(chǎn)生的干擾波，從 而提高了連桿內(nèi)各種缺陷定量準(zhǔn)確性。

圖1為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型包括金屬外殼9、接線(xiàn)柱2a、 2b、左壓電晶片5a、右 壓電晶片5b、吸聲材料3、對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊6a、右延遲塊6b，左壓電晶片 5a、右壓電晶片5b分別安裝于對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊6a、右延遲塊6b的頂部， 左延遲塊6a、右延遲塊6b之間設(shè)置有隔聲層1，隔聲層1的厚度為2毫米到2. 5 毫米，隔聲層1與左延遲塊6a、右延遲塊6b之間的間距相等，間距在1毫米至 5毫米之間；隔聲層1與左延遲塊6a、右延遲塊6b高度相同；吸聲材料3成份 主要為環(huán)氧樹(shù)脂和鎢粉；左壓電晶片5a、右壓電晶片5b入射超聲束射向延遲塊 靠近隔聲層一側(cè)的點(diǎn)(即圖中a點(diǎn)、b點(diǎn))產(chǎn)生折射管束的交點(diǎn)距離探頭表面的垂 直距離h在0. 1毫米至1毫米之間。
在對(duì)球墨鑄鐵曲軸進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，用高頻電纜將超聲檢測(cè)測(cè)試儀與換能 器連接，在接通電源后，超聲波檢測(cè)儀中同步電路中的L一C電路產(chǎn)生高頻電振 動(dòng)，通過(guò)高頻電纜線(xiàn)輸入到換能器正負(fù)兩塊壓電晶片5a、 5b上，使壓電晶片5a、5b產(chǎn)生同頻率的縱向伸長(zhǎng)、橫向縮短形變，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而產(chǎn)生一
個(gè)同頻的高頻機(jī)械振動(dòng)，延遲塊6a、 6b借助于耦合劑，把高頻超聲振動(dòng)傳入被 檢工件內(nèi)部傳播的過(guò)程中，形成超聲波。換能器內(nèi)的吸聲材料吸收反面超聲波， 而隔聲層1吸收壓電晶片5 a、 5b之間產(chǎn)生的干擾波。當(dāng)在工件中遇到缺陷或底 面，超聲振動(dòng)又被反射回來(lái)，經(jīng)壓電晶片5a、 5b后，由于壓電晶片的可逆壓電 效應(yīng)，把接收到工件中缺陷的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為同頻率的電信號(hào)，通過(guò)4a、 4b和2a、 2b和高頻電纜線(xiàn)傳入超聲波檢測(cè)儀器內(nèi)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)多級(jí)放大，以脈 沖波的形式出現(xiàn)在超聲波檢測(cè)儀的熒光屏上，即可被檢測(cè)人員觀(guān)察到缺陷在工 件中的位置和大小，從而完成了超聲波對(duì)連桿的檢測(cè)任務(wù)。
權(quán)利要求1、一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器，其包括金屬外殼、接線(xiàn)柱、壓電晶片、吸聲材料、、延遲塊，其特征在于所述延遲塊包括對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊、右延遲塊，所述壓電晶片分別裝于所述左延遲塊、右延遲塊的頂部，在所述對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊、右延遲塊之間設(shè)置有隔聲層，所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間留有間距。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器，其特征 在于所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間的間距相等。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器，其特征 在于所述距離為1毫米至5毫米之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器，其特征 在于所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊高度相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器，其特征 在于所述壓電晶片包括左壓電晶片、右壓電晶片，所述左壓電晶片、右壓電 晶片入射超聲束射向延遲塊靠近隔聲層一側(cè)的點(diǎn)產(chǎn)生折射管束的交點(diǎn)距離探頭 表面的垂直距離h在0. 1毫米至1毫米之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器，其特征 在于所述隔聲層的厚度為2毫米到2.5毫米。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為一種球墨鑄鐵曲軸超聲波檢測(cè)專(zhuān)用換能器。其能把超聲縱波的近場(chǎng)區(qū)移到超聲換能器內(nèi)部，使超聲束一進(jìn)入被檢測(cè)曲軸表面就在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)，使離曲軸R部位6mm范圍內(nèi)缺陷能以很高的靈敏度檢測(cè)出來(lái)，從而解決了曲軸R部位6mm以?xún)?nèi)缺陷的檢測(cè)問(wèn)題。其包括金屬外殼、接線(xiàn)柱、壓電晶片、吸聲材料、延遲塊，其特征在于所述延遲塊包括對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊、右延遲塊，所述壓電晶片分別裝于所述左延遲塊、右延遲塊的頂部，在所述對(duì)稱(chēng)布置的左延遲塊、右延遲塊之間設(shè)置有隔聲層，所述隔聲層與所述左延遲塊、右延遲塊之間留有間距。
文檔編號(hào)G01N29/24GK201242539SQ20082003514
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者孫岳宗, 繆慶芝, 繆洪生 申請(qǐng)人:孫岳宗