专利名称：一种超声波传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声波探伤装置，具体地说，是涉及一种用于检测复合材料的超声波传感器。
背景技术：
超声波应用于探伤已经有很长时间，而目前的超声波探伤装置多用于金属材料的探伤，超声波探伤原理也多是采用窄频超声波，用于探测金属材料的缺陷。碳纤维/树脂基复合材料层压板是将一束束碳纤维丝平行排列成单向纤维布，向布中浸入树脂后按要求切成不同的形状并铺成不同的形状，最后通过高温高压成型的结构件。所以这种复合材料与金属材料在物理性能、力学性能、结构特点和制造工艺等方面的较 大差异，一般的窄频超声波在复合材料中传播时，由于内部结构反射、扩散等原因造成超声波衰减比较大，难以捕捉复合材料损伤的反馈信号，目前普通的超声波传感器难以从一侧检测两层以上复合材料胶结质量的好坏，无法确定粘合部是否有开胶，脱粘现象。基于此，如何研发一种超声波探伤装置，可以探测结构复杂的复合材料，是本实用新型的主要目的。
发明内容本实用新型为了解决现有探伤装置不能探测复合材料的问题，提供了一种超声波探伤装置，通过发射宽频超声波，可以探测结构复杂的碳纤维、树脂基等复合材料，方便实用。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现—种超声波传感器，包括壳体，在所述壳体内设置有双晶组合探头，所述双晶组合探头由两个压电晶片组成，并且该两个压电晶片相向倾斜成相应的角度，在所述两个压电晶片之间设置有隔声层。本实用新型的超声波传感器的探测原理为相互倾斜的两个压电晶片，采用超声波一发一收的方式进行工作，两个压电晶片相互倾斜，可以在待测物体上形成一个菱形声束汇聚区，只有在菱形区内的缺陷，其发射波才能被探头接收到。进一步的，为了减少传感器的盲区，在隔声层的两侧所述两个压电晶片前面分别一一对应设置有延迟块，延迟块的顶面的倾斜角度与同侧的压电晶片的倾斜角度一致，通过将发射的脉冲始波占宽移至延迟块内，达到了减少盲区的目的。优选的，所述延迟块采用有机玻璃。在所述两个压电晶片后面填充有吸声材料。所述双晶组合探头的中心频率为300KHZ。所述的两个压电晶片分别为用于发射超声波的压电晶片和用于接收反射波的压电晶片，在面向发射超声波的压电晶片的隔声层的一侧，贴附有一层接地的金属箔。所述隔声层为厚度为O. 8mm的软木。[0014]所述两个压电晶片所在的平面与检测平面所形成的夹角为3° 10°。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的超声波探头解决了现有探测装置不能探测复合材料的不足，通过发射宽频超声波，不受内部结构反射、扩散等原因造成超声波衰减的影响，可以探测结构复杂的碳纤维、树脂基等复合材料，方便实用。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

图I是本实用新型所提出的超声波探伤装置一种实施例的结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细地说明。实施例一,参见图I所示,本实施例的超声波传感器,包括壳体I，双晶组合探头，其中，双晶组合探头设置在壳体I内，且双晶组合探头由两个压电晶片21、22组成，并且该两个压电晶片相向倾斜成相应的角度。在本实施例中，超声波传感器的探测原理为相互倾斜的两个压电晶片21和22，采用超声波一发一收的方式进行工作，比如，在本实施例中，压电晶片21为发射晶片，压电晶片22为接收晶片，两个压电晶片相互倾斜，可以在待测物体上形成一个菱形声束汇聚区，如图I中的abed菱形区，只有在菱形区内的缺陷，其发射波才能被探头接收到。为了防止两个压电晶片工作时相互干扰，在所述两个压电晶片之间设置有隔声层3，发射的超声波在界面上直接反射到接收晶片22上，以阻断串扰波，所述隔声层3优选采用厚度为O. 8mm的软木，经试验表明，可以达到很好的隔声效果。在对复合材料的超声检测中，频率上限一般应由衰减(底波出现状况)和草状回波信号的大小来决定；下限则由检测灵敏度、脉冲宽度及指向性来决定。综合考虑以上因素，选择双晶组合探头的中心频率为300KHZ，为宽频带超声波。由上述可知，压电晶片21用于发射超声波和压电晶片22用于接收反射波，为了阻止震荡电脉冲对接收电路的感应干扰，在面向发射超声波的压电晶片21的隔声层的一侧，贴附有一层接地的金属箔5。为了减少传感器的盲区，在隔声层3的两侧所述两个压电晶片2前面分别一一对应设置有延迟块4，延迟块4的顶面的倾斜角度与同侧的压电晶片2的倾斜角度一致，压电晶片2通过将发射的脉冲始波占宽移至延迟块内，达到了减少盲区的目的。优选的，所述延迟块采用有机玻璃即可实现。所述两个压电晶片所在的平面与检测平面所形成的夹角为α为3° 10°，设计厚度为10mm，可以提高近表面分辨率。由于晶片上下震动产生的超声波，是沿两个方向传播的，也即一方面沿延迟块向前传播，另外一方面沿反方向向后传播，向前传播的超声波才有用处，为了阻止向上传播的超声波，在所述两个压电晶片后面填充有吸声材料6，以吸附向上传播的超声波。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种超声波传感器，其特征在干包括壳体，在所述壳体内设置有双晶组合探头，所述双晶组合探头由两个压电晶片组成，并且该两个压电晶片相向倾斜成相应的角度，在所述两个压电晶片之间设置有隔声层。
2.根据权利要求I所述的超声波传感器，其特征在于在隔声层的两侧所述两个压电晶片前面分别一一对应设置有延迟块，延迟块的顶面的倾斜角度与同侧的压电晶片的倾斜角度一致。
3.根据权利要求2所述的超声波传感器，其特征在于所述延迟块为有机玻璃。
4.根据权利要求I所述的超声波传感器，其特征在于在所述两个压电晶片后面填充有吸声材料。
5.根据权利要求I所述的超声波传感器，其特征在于所述双晶组合探头的中心频率为 300KHz。
6.根据权利要求1-5任一项权利要求所述的超声波传感器，其特征在于所述的两个压电晶片分别为用于发射超声波的压电晶片和用于接收反射波的压电晶片，在面向发射超声波的压电晶片的隔声层的ー侧，贴附有ー层接地的金属箱。
7.根据权利要求6所述的超声波传感器，其特征在于所述隔声层为厚度为0.8mm的软木。
8.根据权利要求1-5任一项权利要求所述的超声波传感器，其特征在于所述两个压电晶片所在的平面与检测平面所形成的夹角为3° 10°。
专利摘要本实用新型公开了一种超声波传感器，包括壳体，在所述壳体内设置有双晶组合探头，所述双晶组合探头由两个压电晶片组成，并且该两个压电晶片相向倾斜成相应的角度，在所述两个压电晶片之间设置有隔声层。本实用新型的超声波探头解决了现有探测装置不能探测复合材料的不足，通过发射宽频超声波，可以探测结构复杂的碳纤维、树脂基等复合材料，方便实用。
文档编号G01N29/04GK202548101SQ20122004693
公开日2012年11月21日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者张海兵, 袁英民, 陈新波 申请人:张海兵, 袁英民, 陈新波