本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種寬頻帶聚焦超聲波傳感器及具有其的超聲波檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù):
航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件超聲檢測對缺陷定位和定量要求極高,為保證準(zhǔn)確將缺陷定位和定量,需要保證傳感器的橫向分辨率和縱向分辨率。現(xiàn)有的技術(shù)不能同時(shí)保證橫向分辨率和縱向分辨率要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供一種寬頻帶聚焦超聲波傳感器及具有其的超聲波檢測系統(tǒng),以解決或至少減輕背景技術(shù)中所存在的至少一處的問題。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:提供一種寬頻帶聚焦超聲波傳感器,包含殼體、晶片、電極、電感器及背襯;所述背襯填充在所述殼體內(nèi);所述晶片設(shè)置為球面晶片,晶片安裝在所述殼體的一端與所述背襯接觸;所述電極從所述殼體的另一端引入殼體內(nèi)部,電極包含第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體,所述第一導(dǎo)體的一端連接電源,另一端連接所述背襯;所述第二導(dǎo)體的一端連接電源,另一端連接所述晶片;所述電感器的兩端分別與所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體連接;電感器安裝在所述殼體內(nèi)遠(yuǎn)離所述晶片的一端。
優(yōu)選地,所述晶片的球面曲率半徑為6~14mm。
優(yōu)選地,所述晶片的厚度為0.8~1mm。
優(yōu)選地,所述晶片的曲率半徑為8mm,厚度為0.9mm。
優(yōu)選地,所述背襯遠(yuǎn)離晶片的側(cè)面的距離所述晶片的最小厚度為2~4mm。
優(yōu)選地,所述電感器的電感為60~100毫亨。
本實(shí)用新型還提供了一種超聲波檢測系統(tǒng),所述超聲波檢測系統(tǒng)包含如上所述的寬頻帶聚焦超聲波傳感器。
本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型通過球面晶片設(shè)計(jì)出寬頻帶聚焦超聲波傳感器,寬頻帶傳感器可以提高缺陷的縱向分辨率,即沿聲速傳播方向的最小分辨尺寸;通過控制球面晶片的曲率半徑,來決定焦點(diǎn)半徑的大小,提高缺陷的橫向分辨率;本實(shí)用新型的寬頻帶聚焦超聲波傳感器既能保證橫向分辨率也能保證縱向分辨,可以提高缺陷定位和定量,準(zhǔn)確定位和定量可以減少航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的報(bào)廢率和減少后續(xù)不必要的加工工序。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的寬頻帶聚焦超聲波傳感器的示意圖。
其中,1-殼體,2-晶片,3-電極,31-第一導(dǎo)體,32-第二導(dǎo)體,4-電感器, 5-背襯。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中,自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的,旨在用于解釋本實(shí)用新型,而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
在本實(shí)用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
如圖1所示,一種寬頻帶聚焦超聲波傳感器,包含殼體1、晶片2、電極 3、電感器4及背襯5;背襯5填充在殼體1內(nèi);在本實(shí)施例中,背襯5安裝在殼體1的中部,在背襯5的一側(cè)安裝電極3,另一側(cè)安裝晶片2。背襯5包含鎢粉和環(huán)氧樹脂,鎢粉與環(huán)氧樹脂的比例為50%~70%,使背襯聲阻抗數(shù)值達(dá)到晶片聲阻抗數(shù)值的四分之三。背襯5的主要作用是與晶片匹配,減少晶片振動(dòng)的次數(shù)。
晶片2設(shè)置為球面晶片,晶片2安裝在殼體1的一端與背襯5接觸,球面晶片2的內(nèi)凹面遠(yuǎn)離所述背襯5,并朝向被檢測的零件側(cè);在本實(shí)施例中,晶片2的曲率半徑為8mm,厚度為0.9mm。
可以理解的是,晶片2的曲率半徑還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定,例如,在一個(gè)備選實(shí)施例中,晶片2的曲率半徑為10mm;在另一備選實(shí)施例中,晶片2 的曲率半徑為12mm;晶片2的球面曲率半徑可以在6~14mm之間任意設(shè)定。
可以理解的是,晶片2的厚度也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定,例如,在一個(gè)備選實(shí)施例中,晶片2的厚度為0.95mm;在另一備選實(shí)施例中,晶片2的厚度為0.85mm;晶片1的厚度可以在0.8~1mm之間任意設(shè)定。
電極3從殼體1的另一端引入殼體內(nèi)部,電極3包含第一導(dǎo)體31和第二導(dǎo)體32,第一導(dǎo)體31的一端連接電源,另一端連接背襯5;第二導(dǎo)體32的一端連接電源,另一端連接晶片2;
電感器4的兩端分別與第一導(dǎo)體31和第二導(dǎo)體32連接;電感器4安裝在殼體1內(nèi)遠(yuǎn)離晶片2的一端。
在本實(shí)施例中,背襯遠(yuǎn)離晶片2的一側(cè)距離晶片的最小距離為3mm??梢岳斫獾氖?,所述最小距離還可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。例如,在一個(gè)備選實(shí)施例中,背襯遠(yuǎn)離晶片的側(cè)面距離晶片2的最小厚度為2.5mm;在另一備選實(shí)施例中,背襯遠(yuǎn)離晶片的側(cè)面距離晶片2的最小厚度為3.5mm;且背襯遠(yuǎn)離晶片的側(cè)面距離晶片2的最小厚度可以在2~4mm之間任意設(shè)定。
在本實(shí)施例中,電感器4的電感為80毫亨;可以理解的是,電感器4的電感可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。例如,在一個(gè)備選實(shí)施例中,電感器4的電感為 70毫亨;在另一備選實(shí)施例中,電感器4的電感為90毫亨;且電感器4的電感可以在60~100毫亨之間任意設(shè)定。
采用現(xiàn)有的技術(shù)方案(平晶片傳感器或聚焦傳感器)對多個(gè)帶有人工缺陷的試件進(jìn)行超聲波檢測,分別將檢測結(jié)果記錄與新設(shè)計(jì)的寬頻帶聚焦傳感器對比。具有同樣寬度的頻帶傳感器或具有相同焦點(diǎn)直徑和相同焦距的傳感器與新設(shè)計(jì)的寬頻帶聚焦傳感器相比,試驗(yàn)結(jié)果表明,新設(shè)計(jì)的寬頻帶聚焦傳感器具有在定位和定量上,更接近模擬缺陷的真實(shí)值。
本實(shí)施例的寬頻帶聚焦超聲波傳感器在超聲波檢測評價(jià)過程中,可以對缺陷更準(zhǔn)確的定位和定量。超聲波檢測對缺陷的準(zhǔn)確定量可以準(zhǔn)確的給出缺陷真實(shí)的大小,可以準(zhǔn)確的按照缺陷的真實(shí)尺寸進(jìn)行評判。降低零件誤判廢率和減少后續(xù)不必要的加工。超聲波檢測對缺陷的準(zhǔn)確定位,可以根據(jù)圖紙的要求和缺陷實(shí)際位置綜合考慮,是否可以將缺陷在后續(xù)加工過程中去除。
本實(shí)施例還提供了一種超聲波檢測系統(tǒng),所述超聲檢測系統(tǒng)包含如上所述的寬頻帶聚焦超聲波傳感器。
最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而非對其限制。盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。