專利名稱：用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于超聲導波檢測領(lǐng)域，尤其是一種用于電力鐵塔角鋼檢測 的超聲導波探頭。
背景技術(shù)：
電力鐵塔是電力傳輸工程中的重要設(shè)備。固裝在地面上的電力鐵塔主要由 角鋼連接構(gòu)成并具有一定的防風、防雨、抗覆冰以及防腐蝕等能力，以保證 電力傳輸?shù)恼９ぷ鳌Ｔ陔娏﹁F塔的實際運行過程中，角鋼在經(jīng)受一定的風 吹日曬以及空氣中各種有害物質(zhì)的侵襲后會出現(xiàn)不同程度的裂紋或被腐蝕等 情況，嚴重時會發(fā)生電力鐵塔倒塔事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。為了消除這 種安全隱患，應(yīng)當及時對電力鐵塔角鋼進行檢測以發(fā)現(xiàn)問題并采取有效的補 救措施，防止電力鐵塔倒塔事故的發(fā)生。目前還沒有針對電力鐵塔角鋼是否 存在缺陷進行檢測的超聲導波探頭。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、性能 可靠、使用簡便的用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭。
本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭，由長方形金屬殼體、同軸 電纜插座、防護底面連接構(gòu)成，在金屬殼體上表面及一側(cè)面形成的斜端面上 固裝一同軸電纜插座，在金屬殼體的底部安裝一防護底面形成一密封腔體， 在密封腔體內(nèi)的防護底面上安裝一斜楔塊，在斜楔塊與同軸電纜插座相對的 斜面上貼裝一壓電晶片，該壓電晶片的兩極分別通過電纜線與同軸電纜插座 的兩極相連，在壓電晶片的上表面上安裝一阻尼塊，壓電晶片所生成的聲束 入射角a為45度。
而且，所述的斜楔塊為底面與防護底面安裝在一起的三角形楔塊。
而且，所述的密封腔體內(nèi)充滿吸聲材料。
而且，所述的壓電晶片采用PZT5壓電晶片。
本實用新型的優(yōu)點和積極效果是
1.本超聲導波探頭將壓電晶片安裝在斜楔塊上形成一定的聲束入射角a 度，能夠在電力鐵塔角鋼中激發(fā)出指定模態(tài)的超聲導波，并完成回波的接收， 有效地減小了由于導波頻散現(xiàn)象給檢測帶來的干擾，保證了檢測的準確性。
32. 本超聲導波探頭在壓電晶片表面上垂直安裝一阻尼塊，由于該阻尼塊 采用環(huán)氧樹脂與鎢粉的混合物具有吸聲性能良好的特點，能夠獲得寬脈沖窄 頻帶的超聲導波，保證了超聲導波探頭的激勵接收效果。
3. 本超聲導波探頭充分利用超聲導波在電力鐵塔角鋼中的傳播特性以及 缺陷回波反射信號，既可以檢測出對于電力鐵塔角鋼有較大危害的橫向面缺 陷和體積形缺陷，同時也可根據(jù)回波的情況評價角鋼的腐蝕情況，在檢測時， 只需將超聲導波探頭放在被檢測角鋼表面的一點上即可實現(xiàn)對整根角鋼的檢 測，具有操作簡單、快速、高效的特點，節(jié)約了檢測成本。
4. 本實用新型設(shè)計合理，具有操作簡單、快速、準確、高效的特點，可 廣泛地應(yīng)用于電力鐵塔角鋼材料的入網(wǎng)驗收及電力鐵塔運行過程中的在線檢 査，對于保證電力鐵塔和輸電線路的安全穩(wěn)定運行有著重大的意義。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述
一種用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭，如圖1所示，包括長方形 金屬殼體8、同軸電纜插座l、防護底面9、阻尼塊4、壓電晶片5、斜楔塊6、 在金屬殼體上表面及一側(cè)面形成的斜端面2上固裝一同軸電纜插座，該同軸 電纜插座可通過同軸電纜與超聲波發(fā)生器相連接進行信號的傳遞。在金屬殼 體的底部安裝一防護底面與金屬殼體形成一密封腔體，該防護層底面為有機 玻璃起到對斜楔塊的保護作用，延長超聲導波探頭的使用壽命，在密封腔體 內(nèi)的防護底面上安裝一三角形的斜楔塊，該三角形的斜楔塊的底面與防護底 面安粘貼在一起，在與同軸電纜插座相對的斜楔塊斜面上貼裝一壓電晶片， 該壓電晶片的兩極分別通過兩條電纜線3與同軸電纜插座兩極相連，壓電晶 片所生成的聲束入射角a為45度，在壓電晶片的上表面上安裝一阻尼塊，該 阻尼塊由環(huán)氧樹脂與鎢粉混合制成，在密封腔體內(nèi)的其他空間里充滿了吸聲 材料，該吸聲材料為軟木。
本超聲導波探頭采用傾斜入射的方式，通過特定的聲束入射角a度能夠 激發(fā)出指定模態(tài)的導波，從而在電力鐵塔角鋼中激發(fā)出適合檢測的指定模態(tài) 的導波，通常電力鐵塔角鋼的厚度為4-8cm，因此，通過斜楔塊與壓電晶片的 安裝關(guān)系形成45度的聲束入射角a 。.
安裝在壓電晶片上表面的阻尼塊使用環(huán)氧樹脂與鎢粉混合制成的材料， 該材料具有吸聲性能良好且可任意調(diào)節(jié)配比，能夠獲得不同的聲阻抗與吸聲 效果，從而得到寬脈沖窄頻帶的導波，使得激勵接收效果最佳。說明書第3/3頁
安裝在斜楔塊上的壓電晶片采用PZT5壓電晶片，其性能參數(shù)為密度P
二7700 kg/m3，壓電應(yīng)變常數(shù)(131=-195X10—12C/N，機電耦合系數(shù)k=0. 73，損耗 因子tgS =0.015，該壓電晶片尺寸為20X20咖，探頭頻率選擇lMHz。
本超聲導波探頭的工作原理是超聲導波探頭通過同軸電纜接收超聲波 發(fā)生器的電信號，在逆壓電效應(yīng)下，壓電晶片接受振蕩的電信號發(fā)生機械振 動而產(chǎn)生超聲波，超聲波透入斜楔塊中，在斜楔塊與接觸的角鋼表面上發(fā)生 折射，使超聲波進入角鋼中進行檢測；當有回波信號時，回波(機械信號)在 介質(zhì)界面發(fā)生折射后，能量傳遞給壓電晶片，在壓電效應(yīng)的作用下，機械信 號轉(zhuǎn)化成電信號，通過同軸電纜及同軸電纜傳遞給超聲波發(fā)生器中顯示出來。
需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的， 因此本實用新型并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型 保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭，由長方形金屬殼體、同軸電纜插座、防護底面連接構(gòu)成，在金屬殼體上表面及一側(cè)面形成的斜端面上固裝一同軸電纜插座，在金屬殼體的底部安裝一防護底面形成一密封腔體，在密封腔體內(nèi)的防護底面上安裝一斜楔塊，在斜楔塊與同軸電纜插座相對的斜面上貼裝一壓電晶片，該壓電晶片的兩極分別通過電纜線與同軸電纜插座的兩極相連，在壓電晶片的上表面上安裝一阻尼塊，其特征在于壓電晶片所生成的聲束入射角α為45度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭，其特 征在于所述的斜楔塊為底面與防護底面安裝在一起的三角形楔塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭，其特 征在于所述的密封腔體內(nèi)充滿吸聲材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭，其特 征在于所述的壓電晶片采用PZT5壓電晶片。
專利摘要本實用新型涉及一種用于電力鐵塔角鋼檢測的超聲導波探頭，由長方形金屬殼體、同軸電纜插座、防護底面連接構(gòu)成，在金屬殼體上表面及一側(cè)面形成的斜端面上固裝一同軸電纜插座，在金屬殼體的底部安裝一防護底面形成一密封腔體，在密封腔體內(nèi)的防護底面上安裝一斜楔塊，在斜楔塊與同軸電纜插座相對的斜面上貼裝一壓電晶片，該壓電晶片的兩極分別通過電纜線與同軸電纜插座的兩極相連，在壓電晶片的上表面上安裝一阻尼塊，壓電晶片所生成的聲束入射角α為45度。本實用新型具有操作簡單、性能可靠的特點，可廣泛地應(yīng)用于電力鐵塔角鋼材料的入網(wǎng)驗收及電力鐵塔運行過程中的在線檢查，對于保證電力鐵塔和輸電線路的安全穩(wěn)定運行有著重大的意義。
文檔編號G01N29/04GK201408180SQ200920095929
公開日2010年2月17日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者于麗達, 箏 杜, 崇 馬 申請人:天津市電力公司