全文摘要
本实用新型公开了一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，包含多个梯形阵元，梯形阵元之间采用阵元间隔声材料隔开，梯形阵元从上至下包含匹配层材料、压电晶片、背衬材料，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有上表面电极层，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有下表面电极层，压电晶片与匹配层材料之间涂有环氧，压电晶片和匹配层材料在45摄氏度固化粘接牢固做成叠层，叠层放入夹具中，切割成梯形阵元，只切穿压电晶片和上表面电极，下表面电极不切穿，压电晶片的底电极连接公共地线，所述的信号线包裹上铜内衬套，密封后灌入已经配好的背衬材料，在45℃固化成型，最后将信号线与管同轴电缆连接，护线套安装在同轴电缆上。
主设计要求
1.一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其特征在于:其包含多个梯形阵元，梯形阵元之间采用阵元间隔声材料隔开，所述的梯形阵元从上至下包含匹配层材料、压电晶片、背衬材料，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有上表面电极层，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有下表面电极层，所述的压电晶片与匹配层材料之间涂有环氧，压电晶片和匹配层材料在45摄氏度固化粘接牢固做成叠层，叠层放入夹具中，切割成梯形阵元，只切穿压电晶片和上表面电极，下表面电极不切穿，压电晶片的上端电极分别连接同轴电缆的芯线用于电信号的传递，所有压电晶片的底电极连接公共地线，信号线包裹上铜内衬套，密封后灌入已经配好的背衬材料，在45℃固化成型，最后将信号线与管同轴电缆连接，护线套安装在同轴电缆上。
设计方案
1.一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其特征在于:其包含多个梯形阵元，梯形阵元之间采用阵元间隔声材料隔开，所述的梯形阵元从上至下包含匹配层材料、压电晶片、背衬材料，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有上表面电极层，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有下表面电极层，所述的压电晶片与匹配层材料之间涂有环氧，压电晶片和匹配层材料在45摄氏度固化粘接牢固做成叠层，叠层放入夹具中，切割成梯形阵元，只切穿压电晶片和上表面电极，下表面电极不切穿，压电晶片的上端电极分别连接同轴电缆的芯线用于电信号的传递，所有压电晶片的底电极连接公共地线，信号线包裹上铜内衬套，密封后灌入已经配好的背衬材料，在45℃固化成型，最后将信号线与管同轴电缆连接，护线套安装在同轴电缆上。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其特征在于：所述的匹配层采用聚合物和填料按照不同填充比来调配。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其特征在于所述的压电晶片为高性能压电陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其特征在于：所述的背衬材料为含有气孔的高声阻抗高声衰减的复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其特征在于：所述同轴电缆为高屏蔽性的单芯同轴电缆。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，属于桥梁超声无损检测技术领域。
背景技术
钢结构桥梁在我国的应用越来越广泛，比如我国城市中的公路，天桥和铁路等多用钢结构桥梁。桥梁在城市中起到了很重要的作用，是城市的动脉。钢结构桥梁不仅负担着货物，更承担着珍贵的人生安全，所以钢结构桥梁的质量与安全问题非常受到人们的重视。但是在钢结构桥梁技术越来越发达的现代，桥梁的安全事故却时常发生，桥梁的安全事故问题都是大型的事故问题，钢结构不仅要求承受投入使用以来的所有载荷，而且要承受严酷的环境考验。所以定期对在役钢结构的无损检测评估，是防止事故发生的重要手段。钢结构桥梁主要是由钢板焊接而成，形成了各种形状的钢结构焊缝，KTY型桥梁钢结构焊缝非常多见，而且也极易产生疲劳裂纹，最后达不到承压标准，产生安全事故。
相控阵超声波检测是目前检测桥梁钢结构焊缝质量的重要方法，通过多个阵元发射超声波和接收超声波实现超声成像，来评估桥梁钢结构焊缝内部有无缺陷。相控阵超声波检测是通过相控阵超声波探伤仪激励相控阵超声波探头，通过时间延迟来控制相位，从而实现超声波束的偏转和会聚，在KTY型桥梁钢结构焊缝应用中可以覆盖更多大范围，减小盲区。但是由于阵元间周期性排列会使得相邻阵元产生串扰，提高相控阵探伤仪能量的同时，也就增加了阵元间的干扰，使得KTY桥梁钢结构焊缝检测信噪比不高。为了减小阵元间的串扰，本发明提供了一种新型阵元排列方式，采用梯形阵元来代替传统的长方形阵元，通过改变阵元的振动模式，减弱侧向振动给相邻阵元带来的影响，从而提高桥梁KTY焊缝检测的信噪比。
发明内容
针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，通过改变阵元的排列方式，减弱侧向振动给相邻阵元带来的影响，从而提高桥梁KTY焊缝检测的信噪比。
本实用新型的一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其包含多个梯形阵元，梯形阵元之间采用阵元间隔声材料隔开，所述的梯形阵元从上至下包含匹配层材料、压电晶片、背衬材料，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有上表面电极层，压电晶片的上表面通过磁控溅射的方式溅射有下表面电极层，所述的压电晶片与匹配层材料之间涂有环氧，压电晶片和匹配层材料在45摄氏度固化粘接牢固做成叠层，叠层放入夹具中，切割成梯形阵元，只切穿压电晶片和上表面电极，下表面电极不切穿，在探头阵元的一侧，每个压电晶片的上端电极分别连接同轴电缆的芯线用于电信号的传递，所有压电晶片的底电极连接公共地线，所述的信号线包裹上铜内衬套，密封后灌入已经配好的背衬材料，在45℃固化成型，最后将信号线与管同轴电缆连接，护线套安装在同轴电缆上。
进一步，所述的匹配层采用聚合物和填料按照不同填充比来调配。
进一步，所述的压电晶片为高性能压电陶瓷。
进一步，所述的背衬材料为含有气孔的高声阻抗高声衰减的复合材料，如在环氧树脂中填入高填充比的钨粉制备背衬，为提高声衰减系数，适当增加基料的柔性，即进行改性处理，通过加入聚硫橡胶的方法实现。
进一步，所述同轴电缆为高屏蔽性的单芯同轴电缆。
本实用新型的有益效果为：本实用新型一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，通过改变阵元的排列方式，减弱侧向振动给相邻阵元带来的影响，从而提高桥梁KTY焊缝检测的信噪比。
附图说明
为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本实用新型的主视剖面图；
图2为本实用新型的阵元排列图。
图中：1-1匹配层材料；1-2下表面电极层；1-3压电晶片；1-4上表面电极层；1-5信号线；1-6背衬材料；1-7铜内衬套；1-8外壳；1-9护线套；1-10同轴电缆；1-11阵元间隔声材料；2-2梯形阵元。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
如图1和图2所示，一种桥梁钢结构KTY型焊缝检测用梯形阵元排列的相控阵超声探头，其包含多个梯形阵元2-2，梯形阵元2-2之间采用阵元间隔声材料1-11隔开，所述的梯形阵元2-2从上至下包含匹配层材料1-1、压电晶片1-3、背衬材料1-6，压电晶片1-3的上表面通过磁控溅射的方式溅射有上表面电极层1-4，压电晶片1-3的上表面通过磁控溅射的方式溅射有下表面电极层1-2，所述的压电晶片1-3与匹配层材料1-1之间涂有环氧，压电晶片1-3和匹配层材料1-1在45摄氏度固化粘接牢固做成叠层，叠层放入夹具中，切割成梯形阵元2-2，只切穿压电晶片1-3和上表面电极1-4，下表面电极1-2不切穿，所述的梯形阵元2-2的一侧，每个压电晶片1-3的上表面电极层1-4分别连接同轴电缆1-10的芯线用于电信号的传递，所有压电晶片1-3的下表面电极层1-2连接公共地线，所述的信号线1-5包裹上铜内衬套1-7，密封后灌入已经配好的背衬材料1-6，在45℃固化成型，最后将信号线与管同轴电缆1-10连接，护线套1-9安装在同轴电缆1-10上。
所述的匹配层材料1-1采用聚合物和填料按照不同填充比来调配，所述的压电晶片1-3为高性能压电陶瓷，所述的背衬材料1-6为含有气孔的高声阻抗高声衰减的复合材料，如在环氧树脂中填入高填充比的钨粉制备背衬，为提高声衰减系数，适当增加基料的柔性，即进行改性处理，通过加入聚硫橡胶的方法实现，所述同轴电缆1-10为高屏蔽性的单芯同轴电缆。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征、本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920096491.2
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209727868U
授权时间:20191203
主分类号:G01N29/24
专利分类号:G01N29/24;G01N29/22
范畴分类:31E;
申请人:奥声（上海）电子科技有限公司
第一申请人:奥声（上海）电子科技有限公司
申请人地址:201800 上海市嘉定区新徕路468号E座三楼北单元
发明人:刘东旭;张耀耀;邓吉;刘占凯;沈晨瑞;滑劭宁
第一发明人:刘东旭
当前权利人:奥声（上海）电子科技有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计