[其他]一種平面接觸繩聲束窄脈沖探頭

無效

• 申請號: 85100708
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100708A
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 李明軒
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 中國科學院聲學研究所專利辦公室
• 代理人: 劉文意

本發明屬于超聲無損檢測和醫學診斷用的一種新型探頭。

在工業無損檢測中，為了分辨橫向兩個相鄰的缺陷需要細的聲束，分辨縱向兩個相鄰的缺陷需要窄的脈沖。為了獲取細的聲束，現在實際使用的探頭都是采用加聲透鏡的聚焦方法，用這種方法只能在焦點附近有很短的一段較細的聲束，而且由于透鏡凹面的作用，也只能用于液浸而不能直接接觸固體工件。近年來，英國人J·P·Weight在專利UK Patent NO·8203463（1982）和蘇聯人A·X·BonulkuH1977年在eΦekmcckonue（NO·2）以及·A·KohyPutbeB在1978年eΦekmockonue（NO·10）提出了一種非均勻激發方式的聚焦方法。這種方法雖然作到了平面接觸細聲束發射，但不能同時作接收，因而尚無實用價值。為了獲取窄脈沖，多年來，人們一直在設法改善背襯材料與壓電片聲阻抗匹配，但由于壓電片材料通常比鎢紛加環氧樹脂背襯材料聲阻抗相差太遠，作到匹配還存在相當大的困難。

一般細聲束聚焦探頭的制造，采用聲透鏡聚焦方法，它只能獲取很短細聲束而不能直接接觸工件，采用圓環平面壓電片激發，雖然可以得到長的細聲束，但聚焦效果不好，而且只能用作發射，不能同時用作接收，缺乏實用性也得不到窄脈沖。

本發明的目的，是提出一種能作到平面接觸繩聲束聚焦、窄脈沖，可同時作發射接收，有實用化價值的新型探頭。

本發明提供了一種平面接觸繩聲束窄脈沖探頭，摒棄了等截面平面圓環壓電片，采用了饅頭形變截面園環壓電片（1）作發射，園環壓電片（1）是以Kt大，Kp也大的壓電陶瓷材料如P_zT加工成外邊緣光滑而中心對稱，內邊緣呈鋸齒形面中心不對稱的部件。這樣在加電壓時，不但增加了輻射帶寬，而且減弱了內邊緣波和平面波，加強了外邊緣波的聚焦效果，從而獲取了更細的繩聲束和窄脈沖。在園環中央設置一個園形平面壓電片（2）作接收，園形壓電片（2）是以K_t大K_p小的壓電陶瓷材料如PT加工成外邊緣呈鋸齒的非中心對稱的部件，在變截面環壓電片（1）與園形壓電片（2）之間設置一個隔聲層（5）和一個金屬層（3），以達到聲屏蔽和電屏蔽的效果。這樣的結構達到了實用化的程度，從而解決了已有技術中尚待解決的問題。本發明所提供的探頭，對提高檢測分辨率，抑制材料結構的噪聲，提高檢測精度和準確性等方面都有十分重要的意義，尤其是對缺陷的定量檢測有著重要的實用價值。

附圖為本發明設計探頭剖面圖。

本發明所提供的一個具體實例由附圖給出。它的主要部件有：饅頭形變截面園環形壓電片（1），其兩個表面可以鍍有電極（7）（8），電極（7）引出導線（13）接激勵源，電極（8）接金屬外殼（11）作發射地線。園形平面壓電片（2）的兩個表面鍍有電極（9）（10），電極（9）引出導線（12），電極（10）引出導線（14）作接收地線。用鎢紛加環氧樹脂澆注固化的背襯塊（6），在園環形壓電片（1）和園形壓電片（2）底面粘有保護膜（4），在園環壓電片（1）和園形壓電片（2）之間設置隔聲層（5）和金屬層（3）。隔聲層（5）可以用膠木，也可以用多孔塑料等，金屬層（3）可以用薄的鋁泊或銅泊，也可以用鍍在園環壓電片內壁與接地電極（8）相連的電極代替。保護膜可以用氧化鋁薄片，也可以用軟膠膜，或電極（8）（10）用鍍鎳鉻直接作保護膜。金屬層（3）也可以用園環壓電片（1）內壁鍍有與電極（8）相連的接地電極來代替。