钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置制造方法
【专利摘要】钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，属无损检测领域。压电片夹持装置主体(1)为圆环形；圆环形的压电片夹持装置主体(1)由两个半圆环形构成，所述的半圆环形通过合页螺钉(6)、销钉(7)与螺母(8)配合连接；圆环内部共设置有48个用于装卡探头芯(2)的槽；所述的槽沿着圆环形的轴线方向平均分为两层布置；探头芯(2)安装在压电片夹持装置主体(1)的槽中。本实用新型利用任意一组槽中任意数量的压电片在钢花管的同一端实现一激一收或自激自收的超声导波检测方式，也可以同时使两组探头槽中任意数量的压电片进行自激自收的超声导波检测方式，或是使两组探头槽中任意数量的压电片分工实现一激一收的超声导波检测方式。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，用来夹持 长度伸缩型压电片与厚度切变型压电片以对钢花管进行长度检测。属于无损检测领域。 钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置
【背景技术】
[0002] 公路与铁路隧道建设、水电站地下厂房、国防和人防工程以及城市建设等工程中 大量采用管棚支护技术（即将管棚埋入岩石或土壤中以增强岩石或土壤的支护能力）。钢 花管支护作为管棚结构中的核心部分，服役期间由于工作环境较恶劣容易断裂。另外，施工 过程中，个别施工方偷工减料，擅自缩短钢花管的长度，使其承载强度达不到设计要求。这 些都给岩土工程造成潜在的事故隐患。因此对钢花管的长度进行有效的检测十分必要。
[0003] 目前对钢花管长度的检测方法有两种：利用长度伸缩型压电片激励超声导波纵向 模态检测，利用厚度切变型压电片激励超声导波扭转模态检测。两种检测方法都是通过超 声导波信号的端面反射回波信号对应的时间来计算钢花管的长度。而两种检测方法都需要 将压电片沿钢花管外壁通过502胶粘贴，压电片因此无法重复使用。因此亟需一种压电片 夹持装置，在保证检测钢花管的前提下，并且可以多次回收利用压电片。同时能够满足在钢 花管的同一端进行一激一收或自激自收的超声导波检测方式，以适应不同的检测要求。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于利用一种通用的压电片夹持装置，使厚度切变型压电片与 长度伸缩型压电片能够有效地安装在钢花管外壁，在不损坏压电片的提前下将其从钢花管 外壁上拆卸下来。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0006] 钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在于，其包括压电片夹 持装置主体1，探头芯2,紧固螺钉3,盖板4,盖板螺钉5,合页螺钉6,销钉7,螺母8 ;所述的 压电片夹持装置主体1为圆环形；所述的圆环形的压电片夹持装置主体1由两个半圆环形 构成，所述的半圆环形通过合页螺钉6、销钉7与螺母8配合连接；圆环内部共设置有48个 用于装卡探头芯2的槽，所述的槽的长度方向平行于所述圆环的轴线方向；所述的槽沿着 圆环形的轴线方向平均分为两层布置；;探头芯2安装在压电片夹持装置主体1的槽中；盖 板4通过盖板螺钉5安装在压电片夹持装置主体1上的圆环形的侧面；紧固螺钉3安装在 压电片夹持装置主体1上的螺纹孔中用于装卡探头芯或厚度切变型压电陶瓷片。
[0007] 所述的压电片夹持装置主体1上有240个直径2. 5mm的螺纹孔，用于安装紧固螺 钉3 ;12个直径5_的螺纹孔用于安装盖板螺钉5,以使盖板4与压电片夹持装置主体1配 合；压电片夹持装置主体1的侧面的部分用于安装合页螺钉6,销钉7,螺母8。
[0008] 所述的探头芯2用于装卡长度伸缩型压电片。
[0009] 所述的紧固螺钉3安装在压电片夹持装置主体1上的螺纹孔中。
[0010] 合页螺钉6用于安装在压电片夹持装置1的侧面，将两个半圆环形部分合并。
[0011] 销钉7配合螺母8,安装在压电片夹持装置主体1的侧面，保证两个半圆环形在开 与合两方向的自由度。
[0012] 所述的紧固螺钉3、盖板螺钉5、合页螺钉6、销钉7、螺母8均为标准件。本实用新 型可以获得如下有益效果：
[0013] 方便了在钢花管上安装及拆卸厚度切变型压电片与长度伸缩型压电片的操作，该 压电片夹持装置的两组槽可以用于安装数量不超过48片的压电片，利用任意一组槽中任 意数量的压电片在钢花管的同一端实现一激一收或自激自收的超声导波检测方式，也可以 同时使两组探头槽中任意数量的压电片进行自激自收的超声导波检测方式，或是使两组探 头槽中任意数量的压电片分工实现一激一收的超声导波检测方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1压电片夹持装置整体示意图
[0015] 图2压电片夹持装置整体展开示意图
[0016] 图中：1、压电片夹持装置主体；2、探头芯；3、紧固螺钉；4、盖板；5、盖板螺钉；6、 合页螺钉；7、销钉；8、螺母；9、厚度切变型压电片；10、长度伸缩型压电片。
【具体实施方式】
[0017] 以下结合本实用新型的内容提供以下实施例：
[0018] 厚度切变型压电片实施例：
[0019] 1)首先通过销钉7将压电片夹持装置主体1上半部分及压电片夹持装置主体1下 半部分组装在一起，通过螺母8与销钉7配合来实现；
[0020] 2)将48片厚度切变型压电片9装入压电片夹持装置1的槽中，同时使厚度切变型 压电片9的一个端面紧贴隔板或压电片夹持装置1同一侧面，以对其进行轴向定位。同时 将48片厚度切变型压电片9的正负极导线从压电片夹持装置主体1的槽上的2. 5mm螺纹 孔处引出；
[0021] 3)在48个厚度切变型压电片9与钢花管接触面上均匀涂抹耦合剂；
[0022] 4)将组装在一起的压电片夹持装置主体1上半部分及压电片夹持装置主体1下半 部分夹持在钢花管上，并用合页螺钉6通过压电片夹持装置主体1上半部分及压电片夹持 装置主体1下半部分的合页对两部分进行紧固，完成压电片夹持装置主体1与钢花管的配 合；
[0023] 5)依次从压电片夹持装置主体1的槽上的2. 5mm螺纹孔上安装2. 5mm的紧固螺钉 3,从钢花管的轴向观察压电片与钢花管的接触情况。令压电片与钢花管紧密接触；
[0024] 6)通过盖板螺钉5将四个盖板4分别安装在压电片夹持装置主体1上半部分及压 电片夹持装置主体1下半部分的两侧。至此压电片夹持装置安装完毕。
[0025] 长度伸缩型压电片实施例：
[0026] 1)首先通过销钉7将压电片夹持装置主体1上半部分及压电片夹持装置主体1下 半部分组装在一起，通过螺母8与销钉7配合来实现；
[0027] 2)将48片长度伸缩型压电片10装入48片探头芯2中；
[0028] 3)将48片装有长度伸缩型压电片10的探头芯2装入压电片夹持装置主体1的槽 中，同时使探头芯2紧贴隔板，以对其进行轴向定位。同时将48片长度伸缩型压电片10的 正负极导线从2. 5mm螺纹孔处引出；
[0029] 4)在48个长度伸缩型压电片10与钢花管接触面上均匀涂抹耦合剂；
[0030] 5)将组装在一起的压电片夹持装置主体1上半部分及压电片夹持装置主体1下半 部分夹持在钢花管上，并用合页螺钉6通过压电片夹持装置主体1上半部分及压电片夹持 装置主体1下半部分的合页对两部分进行紧固，完成压电片夹持装置主体1与钢花管的配 合；
[0031] 6)依次向压电片夹持装置主体1的槽的2. 5mm螺纹孔中安装2. 5mm的紧固螺钉 3,从钢花管的轴向观察长度伸缩型压电片10与钢花管的接触情况。令长度伸缩型压电片 10与钢花管紧密接触；
[0032] 7)通过盖板螺钉5将四个盖板4分别安装在压电片夹持装置主体1上半部分及压 电片夹持装置主体1下半部分的两侧。至此压电片夹持装置1安装完毕。
【权利要求】
1. 钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在于，其包括压电片夹持 装置主体（1)，探头芯（2)，紧固螺钉（3)，盖板（4)，盖板螺钉（5)，合页螺钉（6)，销钉（7)， 螺母（8);所述的压电片夹持装置主体（1)为圆环形；所述的圆环形的压电片夹持装置主体 (1)由两个半圆环形构成，所述的半圆环形通过合页螺钉（6)、销钉（7)与螺母（8)配合连 接；圆环内部共设置有48个用于装卡探头芯（2)的槽，所述的槽的长度方向平行于所述圆 环的轴线方向；所述的槽沿着圆环形的轴线方向平均分为两层布置；探头芯（2)安装在压 电片夹持装置主体（1)的槽中；盖板（4)通过盖板螺钉（5)安装在压电片夹持装置主体（1) 上的圆环形的侧面；紧固螺钉（3)安装在压电片夹持装置主体（1)上的螺纹孔中用于装卡 探头芯或厚度切变型压电陶瓷片。
2. 如权利要求1所述的钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在 于：所述的压电片夹持装置主体（1)上有240个直径2. 5mm的螺纹孔，用于安装紧固螺钉 (3) ;12个直径5_的螺纹孔用于安装盖板螺钉（5)，以使盖板（4)与压电片夹持装置主体 (1)配合；压电片夹持装置主体1的侧面的部分用于安装合页螺钉（6)，销钉（7)，螺母（8)。
3. 如权利要求1所述的钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在 于：所述的探头芯（2)用于装卡长度伸缩型压电片。
4. 如权利要求1所述的钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在 于：所述的紧固螺钉（3)安装在压电片夹持装置主体（1)上的螺纹孔中。
5. 如权利要求1所述的钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在 于：合页螺钉（6)用于安装在压电片夹持装置（1)的侧面，将两个半圆环形部分合并。
6. 如权利要求1所述的钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在 于：销钉（7)配合螺母（8)，安装在压电片夹持装置主体（1)的侧面，保证两个半圆环形在 开与合两方向的自由度。
7. 如权利要求1所述的钢花管导波检测用的双环一体式压电片夹持装置，其特征在 于：所述的紧固螺钉（3)、盖板螺钉（5)、合页螺钉（6)、销钉（7)、螺母（8)均为标准件。
【文档编号】G01B17/00GK203893830SQ201420244266
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】吴斌, 方舟, 刘增华, 何存富 申请人:北京工业大学