专利名称：双向双晶表面波探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及表面波探伤，尤其涉及一种表面波探头。
背景技术：
表面波探伤在各领域的实际应用越来越广泛。在钢厂随着轧辊工艺要求的提高， 表面波也逐步应用到检测轧辊行列之中。 目前市场的(单晶)表面波探头，是超声波仪器发射电子波，通过探头电缆线到达 探头的(单)晶片，引发晶片震动产生机械波(超声波)，机械波(超声波)随着晶片通过 工件介质向前传递。(单晶)表面波是根据探头晶片向前方传递。当超声波碰到缺陷时原 路反射回来，通过晶片转换成电子波通过探头电缆线传递到探伤仪接收模块处理然后在荧 屏上显示。 表面波探头的制作是根据超声波倾斜入射到界面时的波型转换与折射定律可知 当纵波L倾斜入射到固(有机玻璃)/固(钢)界面时，除产生反射纵波L'和折射纵波L〃 外，还会产生反射横波S'和折射横波S〃 ，各种反射波和折射波方向符合反射、折射定律， 由此可知调节纵波入射角c^值使横波折射角Ps = 90° ，第二介质中既无折射波L〃 ，又 无折射横波S〃 ，这时在其介质的表面存在表面波R，这就是表面波探头制作原理。
目前市场的表面波探头结构如下 它主要由斜楔、晶片(压电晶片)、阻尼块、吸音材料、外壳、电缆插座等组成。 晶片(压电晶片)安放在斜楔的斜面上，斜楔的作用是实现波形转换，晶片(压电 晶片)通过斜楔的斜角的角度获取所需的波形。晶片(压电晶片)上方安放阻尼块，阻尼 块作用是使晶片起震后迅速停止、支撑晶片、吸收杂波、提高信噪比等作用。晶片(压电晶 片)的电缆引线链接到电缆插座内芯。上述组合后的斜楔放入探头外壳内，斜楔底面与探 头外壳底面平齐。对探头内其它空间注入吸音材料。吸音材料主要作用是吸收在斜楔内产 生的多次干扰杂波。 表面波主要检测工件的表面缺陷，检测时探头的有机玻璃斜楔直接与工件表面紧 密接触。工件表面探头行走的部位涂上耦合剂，使机玻璃斜楔与工件表面紧密接触时排除 两者之间的空气，使超声波最佳程度进入到达工件表面。当表面缺陷垂直与探头的超声波 发射方向的时候此时获得最佳的缺陷检测灵敏度，反之会对对缺陷造成漏探。所以在工件 大面积检测时分别从两个方向开始从一侧向另一侧对该工件进行表面波检测。 在实际探伤中，对铸钢件或石墨粗大、碳化物晶格较宽的工件会造成折射或吸收， 使检测灵敏度下降，为确保轧探头检测远处的准确性，我们还将进行逆方向把探头放到反 方向进行重复检测。这样造成每个检测区域的检测。工作量增大一倍。 这些表面波探头(单晶单向表面波探头)对大面积表面波检测时工作量大，检测 时间长，对大面积检测，探头需探头掉转180°对另一方向检测探头长时间使用造成有机玻 璃斜楔与工件摩擦产生磨损，使探头灵敏度下降严重时造成波形转换等使探头失效。
发明内容本实用新型旨在解决上述缺陷，提供一种双向双晶表面波探头。本实用新型在一 个探头内设计两个方向的晶片，使其在探伤检测时，同时检测工件两个方向的表面质量，减 少探伤工作量，避免探头快速失效。
本实用新型是这样实现的一种双向双晶表面波探头，它包括壳体和一个晶片，所
述壳体内有一个斜楔，壳体内其它空间充有吸音材料，所述晶片设于斜楔的斜面上，该晶片
上还设有阻尼块，晶片以导线连接壳体上所设的电缆插头的内芯，所述探头还包括 第二晶片，它设于和斜楔并列相向设置的第二斜楔的斜面上；所述第二晶片其上
同样设有阻尼块， 声波隔离块，它设于所述两个斜楔之间，并和斜楔粘结连接成一体； 第二电缆插头，它和电缆插头并列设置，所述第二晶片以导线连接第二电缆插头
的内芯。 所述的双向双晶表面波探头，所述探头还包括一个套于探头外壳下部的保护套， 该保护套内方外圆，且外圈带有台阶。 所述的双向双晶表面波探头，所述保护套带有一个软保护膜，它置于保护套内并 贴着两个斜楔底部。 所述的双向双晶表面波探头，所述保护套还带有一个环形的外套，所述保护套台 阶底圈设有外螺纹，所属外套内圈以螺纹和保护套外螺纹旋紧连接。 本实用新型与现有技术相比通过双晶双向表面波探头达到一次检测完成工件两 个方向面积的表面检测，即同样检测面积工作量减少一半，避免探头调头再探，有效的提高 检测效率。本实用新型为表面波探头检测，开辟了一个新的检测方法。通过软保护膜，有效 的避免了有机玻璃斜楔与工件的磨损，避免了有机玻璃斜契磨损产生的探头灵敏度下降、 波形转换等。由于增加软保护膜，保护了有机玻璃斜楔磨损，杜绝了探头斜楔在磨损后的 修磨，明显的延长了双晶探头的寿命，综合达到降低购买成本。(平均探头老化寿命约为5 年)，而且，还起到耐一定的高温可在100°度温度的工件上作连续探伤；对100°温度下 的工件带温检测。

下面，结合附图进一步说明本实用新型 图1为本实用新型剖视图； 图2为本实用新型的底面视图。
具体实施方式下面，结合附图并通过对本实用新型制作方法的描述来进一步说明本是用新型。 如图1所示，双晶双向表面波探头它主要由外壳101、两块斜楔106和111、两片晶 片(压电晶片)105和109、两块阻尼块104和108、两个电缆插座201和205，吸音材料102、 声波隔离块110等组成。 探头第一组结构组合把所需频率的晶片(压电晶片)105用粘接剂粘接在斜楔 106的斜面上，斜楔106的作用是实现波形转换，晶片(压电晶片)105通过斜楔106的斜角的角度获取所需的波形。阻尼块104、108牢固按在晶片(压电晶片)105上方，阻尼块作用 是使晶片起震后迅速停止、支撑晶片、吸收杂波、提高信噪比等作用。晶片(压电晶片)105 的电缆引线链接到电缆插座内芯204。 探头第二组的结构组合把所需频率的晶片(压电晶片U09、斜楔111、阻尼块 108、晶片(压电晶片)电缆引线107的链接到电缆插座内芯206，按探头第一组的结构同样组合。 组合后的探头结构，第一组结构和第二组的结构晶片方向对应排列，两者之间用 声波隔离块110牢固粘合起来组合成一体。最后把组合一体的结构放入探头外壳内。斜楔 106、 111的底面与探头外壳底面平齐。对探头内其它空间注入吸音材料102。 软保护套制作内圈301的制作，为了减轻加软保护套探头的重量，本内圈301设 计成圆形阶梯，底层阶梯外圆为螺纹，其作用是使外套302旋入，使软保护片303紧贴斜楔 106、 111的底面，使超声波通过软保护片303到达工件表面。内圈301中心加工一个与探头 外壳101外圈同等面积的矩形孔，探头外壳101穿过内圈301约lmm，把探头牢固粘在矩形 孔中。 加工一个按放软保护膜片的保护套外套，其内圈为螺纹。 保护套组合使用把软保护膜片放入保护套外套内，在保护套外套你的软保护膜 片放入少量机油，保护套通过内圈逐步拧紧，使软保护膜片与斜楔106U11的底面空气排 除干净。 该探头通过两根专用电缆线把探头的电缆插座201、205与超声波探伤仪插座链 接即可对工件检测。检测中当仪器屏幕出现缺陷波时，用手指蘸少许探伤耦合剂在探头 晶片发射的两前方工件表面上进行上下点按，哪个方向点按时仪器屏幕的缺陷波下降或消 失，缺陷即在此方向。根据器屏幕显示的缺陷波距离，用手指蘸少许探伤耦合剂在探头到屏 幕显示的缺陷波距离的工件表面进行上下点按，点击中发现屏幕显示的缺陷波波幅随着手 指的点击消失与增高，缺陷即在此位置。
权利要求一种双向双晶表面波探头，它包括壳体和一个晶片，所述壳体内有一个斜楔，壳体内其它空间充有吸音材料，所述晶片设于斜楔的斜面上，该晶片上还设有阻尼块，晶片以导线连接壳体上所设的电缆插头的内芯，其特征在于，所述探头还包括第二晶片，它设于和斜楔并列相向设置的第二斜楔的斜面上；所述第二晶片其上同样设有阻尼块，声波隔离块，它设于所述两个斜楔之间，并和斜楔粘结连接成一体；第二电缆插头，它和电缆插头并列设置，所述第二晶片以导线连接第二电缆插头的内芯。
2. 根据权利要求1所述的双向双晶表面波探头，其特征在于，所述探头还包括一个套 于探头外壳下部的保护套，该保护套内方外圆，且外圈带有台阶。
3. 根据权利要求2所述的双向双晶表面波探头，其特征在于，所述保护套带有一个软 保护膜，它置于保护套内并贴着两个斜楔底部。
4. 根据权利要求2所述的双向双晶表面波探头，其特征在于，所述保护套还带有一个 环形的外套，所述保护套台阶底圈设有外螺纹，所属外套内圈以螺纹和保护套外螺纹旋紧 连接。
专利摘要本实用新型涉及表面波探伤，尤其涉及一种表面波探头。一种双向双晶表面波探头，它包括壳体和一个晶片，所述壳体内有一个斜楔，壳体内其它空间充有吸音材料，所述晶片设于斜楔的斜面上，该晶片上还设有阻尼块，晶片以导线连接壳体上所设的电缆插头的内芯，所述探头还包括第二晶片，它设于和斜楔并列相向设置的第二斜楔的斜面上；所述第二晶片其上同样设有阻尼块，声波隔离块，它设于所述两个斜楔之间，并和斜楔粘结连接成一体；第二电缆插头，它和电缆插头并列设置，所述第二晶片以导线连接第二电缆插头的内芯。本实用新型在一个探头内设计两个方向的晶片，在探伤检测时，同时检测工件两个方向的表面质量，减少探伤工作量，避免探头快速失效。
文档编号G01N29/24GK201548529SQ20092020990
公开日2010年8月11日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者杜国华 申请人:上海宝钢工业检测公司