专利名称：超声混凝土检测探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声混凝土检测探头，适用B型超声混凝土检测探头，用于基础建设混凝土施工，桥梁浇注施工等的质量检测，以及现有桥梁、大坝、大楼等混凝土质量的定期检测。
背景技术：
目前，混凝土施工以及现有桥梁，高架，大坝等等混凝土建筑和混凝土施工质量的超声检测，使用的是A型超声探头的穿透法或回波法检测，不能做出实时内部图像，检测结果比较模糊，这种检测方法不直观，检测数据误差大，检测时操作比较麻烦，对操作人员技能要求很高。

发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种可以做出实时内部图像、监测结果直接明了的超声混凝土检测探头。本发明的目的通过以下技术方案来实现一种超声混凝土检测探头，所述检测探头由大功率信号发射探头和大功率信号接收探头组成，大功率信号发射探头和大功率信号接收探头的有效面积采用2:1或大于2:1的比例，大功率信号发射探头连接有单通道通信电缆，大功率信号接收探头连接有28芯多通道通信电缆。本发明的进一步改进在于大功率信号发射探头从前至后依次为第一匹配层、发射层和第一吸声层，发射层横向切割成Imm间距的多个阵列，每个阵列的正负电极并联。本发明的进一步改进在于大功率信号接收探头从前至后依次为第二匹配层、换能器层和第二吸声层，换能器层横向切割成1_间距的多个阵元，每个阵元分别引出信号芯线，每个阵元的地线并联。本发明的进一步改进在于第一匹配层和第二匹配层均采用铝合金材料，铝合金的声阻抗为 15X IO6Kg/ Cm2 · S)。本发明的进一步改进在于发射层采用压电陶瓷，发射层由64-128个所述阵列组成。本发明的进一步改进在于换能器层采用压电陶瓷，换能器层由64-128个阵元组成。本发明的进一步改进在于第一吸声层和第二吸声层均为吸声环氧树脂。本发明与现有技术相比具有以下优点
1、操作简单，只需加上耦合剂，放在被检测部位，即可出即时图像；
2、减少检测所需时间，不需要前后期的准备工作；
3、检测结果用图像直接显示，所反映的混凝土内部结构和缺陷，能用实际图像显示，t匕之前的设备提供的推论性的判断，有更充分的依据。


图I为本发明的结构示意 图中标号1-大功率信号发射探头、2-大功率信号接收探头、3-单通道通信电缆、4-28芯多通道通信电缆、5-第一匹配层、6-发射层、7-第一吸声层、8-第二匹配层、9-换能器层、10-第二吸声层、11-阵元。
具体实施例方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。如图I示出了本发明超声混凝土检测探头的一种实施方式，所述检测探头由大功率信号发射探头I和大功率信号接收探头2组成，大功率信号发射探头I和大功率信号接收探头2的有效面积采用2:1或大于2:1的比例，大功率信号发射探头I连接有单通道通信电缆3，大功率信号接收探头2连接有28芯多通道通信电缆4。大功率信号发射探头I从前至后依次为第一匹配层5、发射层6和第一吸声层7，发射层6横向切割成Imm间距的 多个阵列，每个所述阵列的正负电极并联。大功率信号接收探头2从前至后依次为第二匹配层8、换能器层9和第二吸声层10，换能器层9横向切割成1_间距的多个阵元11，每个阵元11分别引出信号芯线，每个阵元11的地线并联。第一匹配层5和第二匹配层8均采用铝合金材料，铝合金的声阻抗为15X IO6Kg/ Cm2 * s)0发射层6采用压电陶瓷，发射层6由64-128个阵列组成。换能器层9采用压电陶瓷，换能器层9由64-128个阵元11组成。第一吸声层7和第二吸声层10均为吸声环氧树脂。大功率信号发射探头最外层的接触部分使用厚度为设定频率四分之一波长的铝合金材料制作，采用招合金材料作为匹配层，招合金的声阻抗为15X IO6Kg/ Cm2 · s)左右，介于压电陶瓷和混凝土之间，而且铝合金还可以当做探头与混凝土接触时的保护层；发射层使用PZT压电陶瓷，采用横向切割Imm间距的阵列，一般采用64-128阵元的比例，发射层作为传感器部分，将所有阵列的正负电极并联，使之成为多阵元并联后的单基元发射探头，这样，切割成阵元排列后的探头发射效率和发射带宽将成倍增加；发射层的后部使用吸声环氧树脂加大量填料，作为超声换能器后部吸收多余声能，增大探头带宽，并作支撑固定作用。大功率信号接收探头最外层的接触部分使用厚度为设定频率四分之一波长的铝合金材料制作，采用铝合金材料作为匹配层，铝合金的声阻抗为15X106Kg/ Cm2 · s)左右，介于压电陶瓷和混凝土之间，而且铝合金还可以当做探头与混凝土接触时的保护层；换能器层使用PZT压电陶瓷，压电陶瓷横向切割成64-128个阵元，每个阵元分别引出信号芯线，每个阵元的地线并联，64-128个阵元的线阵探头或相控阵探头，材料采用高介电常数的压电陶瓷，以便切割成阵列后有较低的阻抗，可以更好的接收回波信号，每一路都作为一个信号接收基元，各阵元信号输出后，信号处理成像可采用多波束或相控阵技术；换能器层的后部使用吸声环氧树脂加大量填料，作为超声换能器后部吸收多余声能，增大探头带宽，并作支撑固定作用。本发明有大功率信号发射探头和大功率信号接收探头两个各负责信号发、收的超声阵列探头组成。大功率信号发射探头负责超声脉冲信号发射，大功率信号接收探头负责回波信号接收。由于混凝土对超声信号的衰减作用很大，所以发射信号必须加高电压，加大功率。发射探头发射信号采用的是200-500KHZ之间的特定频率的单脉冲信号，为了能接收到超声信号在混凝土中各介质的发射，发射单脉冲信号的脉冲功率大于2千瓦。因为需要大功率的发射，整体探头涉及成收发分离的形式，收发探头的有效面积采用2:1或大于2:1的比例，这样，即保证有足够的信号发射面积，也加大接收阵元的面积，减小接收阵元的阻抗，利于信号接收。大功率信号发射探头和大功率信号接收探头可以不在一个平面，可以制
作有一定的内夹角，以达到聚焦效果。本发明的外部可以安装铝合金或有金属镀膜的塑料外壳，起到保护探头，方便使用及干扰屏蔽的作用。
权利要求
1.一种超声混凝土检测探头，其特征在于所述检测探头由大功率信号发射探头(I)和大功率信号接收探头(2)组成，所述大功率信号发射探头(I)和所述大功率信号接收探头(2)的有效面积采用2:1或大于2:1的比例，所述大功率信号发射探头(I)连接有单通道通信电缆(3 )，所述大功率信号接收探头(2 )连接有28芯多通道通信电缆(4 )。
2.根据权利要求I所述超声混凝土检测探头，其特征在于所述大功率信号发射探头(1)从前至后依次为第一匹配层(5)、发射层(6)和第一吸声层(7)，所述发射层(6)横向切割成Imm间距的多个阵列，每个所述阵列的正负电极并联。
3.根据权利要求I所述超声混凝土检测探头，其特征在于所述大功率信号接收探头(2)从前至后依次为第二匹配层(8)、换能器层(9)和第二吸声层(10)，所述换能器层(9)横向切割成Imm间距的多个阵元(11)，每个所述阵元(11)分别引出信号芯线，每个所述阵元(11)的地线并联。
4.根据权利要求I所述大功率信号接收探头，其特征在于所述第一匹配层(5)和所述第二匹配层(8)均采用铝合金材料，铝合金的声阻抗为15X106Kg/ Cm2 · S)。
5.根据权利要求I所述大功率信号发射探头，其特征在于所述发射层(6)采用压电陶瓷，所述发射层(6)由64-128个所述阵列组成。
6.根据权利要求I所述大功率信号发射探头，其特征在于所述换能器层(9)采用压电陶瓷，所述换能器层(9)由64-128个所述阵元(11)组成。
7.根据权利要求I所述大功率信号发射探头，其特征在于所述第一吸声层(7)和所述第二吸声层(10)均为吸声环氧树脂。
全文摘要
本发明公开了一种超声混凝土检测探头，由大功率信号发射探头和大功率信号接收探头组成，大功率信号发射探头和大功率信号接收探头的有效面积采用2:1或大于2:1的比例，大功率信号发射探头连接有单通道通信电缆，大功率信号接收探头连接有28芯多通道通信电缆。本发明具有可以做出实时内部图像、监测结果直接明了的优点。
文档编号G01N29/24GK102866206SQ201210322789
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者冯沁毅 申请人:无锡市兰辉超声电子设备厂