一種同軸復(fù)疊式換能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于超聲波裝置領(lǐng)域，特別涉及了一種同軸復(fù)疊式換能器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的換能器一般是一次實(shí)驗(yàn)僅能測(cè)出縱波或一個(gè)單向量橫波，這類設(shè)備不僅給巖體實(shí)驗(yàn)帶來多次復(fù)雜試驗(yàn)操作，而且多次試驗(yàn)也破壞了試驗(yàn)條件的嚴(yán)格一致性。
[0003]現(xiàn)有專利《一種巖心縱橫波波速測(cè)量探頭》(申請(qǐng)?zhí)?200720081615.7)，該專利雖然能夠一次性產(chǎn)生巖心的縱波和一個(gè)繞曲波，但僅靠一個(gè)橫向繞曲波與縱波仍然很難完全滿足巖心力學(xué)參數(shù)的分析需要。
[0004]還有一種復(fù)合型換能器，由三個(gè)獨(dú)立振子組成，每個(gè)振子按120度分列，其中兩個(gè)按剪切振動(dòng)模式振動(dòng)的振子按其靈敏度方向相差90度排列，在一個(gè)面上產(chǎn)生兩個(gè)不同方向的剪切橫波、縱波振子產(chǎn)生徑向縱波，從而產(chǎn)生三份量波形(X方向、Y方向和Z方向)。但是此種換能器檢測(cè)的是三個(gè)點(diǎn)，而巖體是一個(gè)各向異性的多晶體，從嚴(yán)格的意義來講，應(yīng)該采用同一點(diǎn)的縱波、橫波所引起的力學(xué)效應(yīng)來綜合計(jì)算其力學(xué)參數(shù)，這在試件小、細(xì)晶格情況下，就顯得尤為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問題，本實(shí)用新型旨在提供一種同軸復(fù)疊式換能器，能夠在同一次高溫、高壓等環(huán)境實(shí)驗(yàn)條件下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)受試巖體同一點(diǎn)的縱波、多向量橫波波速及衰減特性的測(cè)量，尤其適合試件小、細(xì)晶格巖石試品的檢測(cè)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]—種同軸復(fù)疊式換能器，包括承壓體、振子堆面罩、正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子，所述承壓體的一端為開口，且承壓體內(nèi)部空心，承壓體的開口處設(shè)有振子堆面罩，所述振子堆面罩的外表面作為換能器的超聲波輻射/接收面，振子堆面罩的內(nèi)表面與承壓體的內(nèi)壁構(gòu)成封閉空間，所述正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子均置于封閉空間內(nèi)，振子堆面罩的內(nèi)表面上依次同軸復(fù)疊前述縱波振子、正相位橫波振子和差相位橫波振子，所述正相位橫波振子與差相位橫波振子按靈敏度方向旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行復(fù)疊，正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子分別接有導(dǎo)線。
[0008]其中，還包括吸收堆，所述吸收堆設(shè)置在差相位橫波振子不與正相位橫波振子接觸的一側(cè)。
[0009]其中，還包括振子外罩，所述振子外罩設(shè)置在所述封閉空間里，正相位橫波振子、差相位橫波振子、縱波振子和吸收堆均設(shè)置在振子外罩內(nèi)。
[0010]其中，上述承壓體與振子堆面罩的接合處設(shè)有O型密封圈，使承壓體與振子堆面罩的接合處密封。
[0011]其中，上述正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子連接的導(dǎo)線從承壓體引出，引出處設(shè)有密封螺栓進(jìn)行密封。
[0012]其中，縱波振子周邊的振子堆面罩的內(nèi)表面上刻蝕有圓形分隔槽。
[0013]采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果:
[0014]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的換能器，在同軸心連續(xù)復(fù)疊兩個(gè)橫波振子和一個(gè)縱波振子，從而一體化集成地實(shí)現(xiàn)了縱波速度和兩個(gè)不同向量的剪切橫波波速的測(cè)量。本實(shí)用新型能在實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)地提供受試巖體的縱波、以及與縱波同一點(diǎn)的多向量橫波波速及衰減特性的測(cè)量。配套相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以有效的在高溫、高壓狀態(tài)下一次性獲得該巖石樣品同一點(diǎn)的縱波波速、橫波波速及其衰減系數(shù)和主要頻率以及被測(cè)巖體的揚(yáng)氏模量、剪切模量、體積模量、泊松比、拉美系數(shù)等力學(xué)參數(shù)和相應(yīng)的可視化圖表與波形。本實(shí)用新型能滿足巖體及各類非金屬脆性材料的波動(dòng)實(shí)驗(yàn)要求，并實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象長(zhǎng)時(shí)間無人值守的連續(xù)測(cè)試。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1所示本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種同軸復(fù)疊式換能器，包括承壓體、振子堆面罩、正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子，所述承壓體的一端為開口，且承壓體內(nèi)部空心，承壓體的開口處設(shè)有振子堆面罩，所述振子堆面罩的外表面作為換能器的超聲波輻射/接收面，振子堆面罩的內(nèi)表面與承壓體的內(nèi)壁構(gòu)成封閉空間，所述正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子均置于封閉空間內(nèi)，振子堆面罩的內(nèi)表面上依次同軸復(fù)疊前述縱波振子、正相位橫波振子和差相位橫波振子，所述正相位橫波振子與差相位橫波振子按靈敏度方向旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行復(fù)疊，正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子分別接有導(dǎo)線。
[0018]在本實(shí)施例中，同軸復(fù)疊式換能器還包括吸收堆，所述吸收堆設(shè)置在差相位橫波振子不與正相位橫波振子接觸的一側(cè)。
[0019]在本實(shí)施例中，同軸復(fù)疊式換能器還包括振子外罩，所述振子外罩設(shè)置在所述封閉空間里，正相位橫波振子、差相位橫波振子、縱波振子和吸收堆均設(shè)置在振子外罩內(nèi)。
[0020]在本實(shí)施例中，上述承壓體與振子堆面罩的接合處設(shè)有O型密封圈，使承壓體與振子堆面罩的接合處密封。
[0021]在本實(shí)施例中，上述正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子連接的導(dǎo)線從承壓體引出，引出處設(shè)有密封螺栓進(jìn)行密封。
[0022]在本實(shí)施例中，縱波振子周邊的振子堆面罩的內(nèi)表面上刻蝕有圓形分隔槽。
[0023]正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子同軸依次復(fù)疊，其中兩個(gè)按剪切振動(dòng)模式振動(dòng)的振子按其靈敏度方向旋轉(zhuǎn)90度復(fù)疊，在一個(gè)點(diǎn)上產(chǎn)生兩個(gè)不同方向的剪切橫波，縱波振子產(chǎn)生徑向縱波，從而在同一點(diǎn)產(chǎn)生三份量波形(X方向、Y方向和Z方向)。復(fù)疊的振子的背面設(shè)有吸收堆，以獲得良好的波形。每個(gè)振子按專門研制的粘合配方，強(qiáng)力耐高溫的附著在不銹鋼平板上。振子周邊具有圓形分隔槽，其內(nèi)充填其它材料，使振子獲得獨(dú)特的振動(dòng)邊界條件。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的同軸復(fù)疊式換能器既可以用作發(fā)射換能器，也可以用作接收換能器。
[0024]以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同軸復(fù)疊式換能器，其特征在于:包括承壓體、振子堆面罩、正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子，所述承壓體的一端為開口，且承壓體內(nèi)部空心，承壓體的開口處設(shè)有振子堆面罩，所述振子堆面罩的外表面作為換能器的超聲波輻射/接收面，振子堆面罩的內(nèi)表面與承壓體的內(nèi)壁構(gòu)成封閉空間，所述正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子均置于封閉空間內(nèi)，振子堆面罩的內(nèi)表面上依次同軸復(fù)疊前述縱波振子、正相位橫波振子和差相位橫波振子，所述正相位橫波振子與差相位橫波振子按靈敏度方向旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行復(fù)疊，正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子分別接有導(dǎo)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種同軸復(fù)疊式換能器，其特征在于:還包括吸收堆，所述吸收堆設(shè)置在差相位橫波振子不與正相位橫波振子接觸的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種同軸復(fù)疊式換能器，其特征在于:還包括振子外罩，所述振子外罩設(shè)置在所述封閉空間里，所述正相位橫波振子、差相位橫波振子、縱波振子和吸收堆均設(shè)置在振子外罩內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種同軸復(fù)疊式換能器，其特征在于:所述承壓體與振子堆面罩的接合處設(shè)有O型密封圈，使承壓體與振子堆面罩的接合處密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種同軸復(fù)疊式換能器，其特征在于:所述正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子連接的導(dǎo)線從承壓體引出，引出處設(shè)有密封螺栓進(jìn)行密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種同軸復(fù)疊式換能器，其特征在于:縱波振子周邊的振子堆面罩的內(nèi)表面上刻蝕有圓形分隔槽。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種同軸復(fù)疊式換能器，包括承壓體、振子堆面罩、正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子，承壓體的一端為開口，且承壓體內(nèi)部空心，承壓體的開口處設(shè)有振子堆面罩，振子堆面罩的外表面作為換能器的超聲波輻射/接收面，振子堆面罩的內(nèi)表面與承壓體的內(nèi)壁構(gòu)成封閉空間，正相位橫波振子、差相位橫波振子和縱波振子均置于封閉空間內(nèi)，振子堆面罩的內(nèi)表面上依次同軸復(fù)疊前述縱波振子、正相位橫波振子和差相位橫波振子，正相位橫波振子與差相位橫波振子按靈敏度方向旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行復(fù)疊，三個(gè)振子分別連接導(dǎo)線。本實(shí)用新型能夠在同一實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)受試巖體同一點(diǎn)的縱波、多向量橫波波速及衰減特性的測(cè)量。
【IPC分類】G01N29-11, G01N29-07
【公開號(hào)】CN204556572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520234524
【發(fā)明人】宦浩然, 宦康寧
【申請(qǐng)人】宦浩然, 宦康寧
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日