超声波声束指向可视化装置的制作方法

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及到超声检测超声波声束指向性可视化装置。

背景技术：

无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。

超声检测是目前应用最广泛的无损检测技术之一。而水浸超声c扫描检测中是一种先进的自动化超声波检测技术，在检测时通常需要超声波声束垂直于被检测物体表面。由于超声波肉眼不可见，通常是采用观察被检物体表面的反射回波的高度来判定超声波是否与被检物体表面垂直与否。该方法速度比较慢，在表面形状复杂的被检件中通常难以判断出超声波的真实入射点，给检测结果的分析带来一定困难，同时在检测过程中也难以实时观察出超声波在被检物体的入射点。采用传统的方法对于表面形状复杂的被检物体，其超声c扫描轨迹难以准确设计，也不能直观及时的判定超声c扫描轨迹的合理性，影响检测效率和检测的准确性。

经现有技术检索发现，中国发明专利公开号为cn107990974a，发明名称为一种辐射超声波可视化方法及执行辐射超声波可视化方法的电子装置。本发明的辐射超声波可视化方法作为使音源辐射的超声波可视化的方法，其特征在于，对由多个超声波传感器构成的超声波传感器阵列取得的至少20khz以上频带的超声波信号进行外差变换，变换成声波频带(具体为20hz～20khz)的低频信号后，使用如此变换的低频信号进行聚束，或以对经变换的低频信号再取样的信号为基础进行聚束，在使超声波音源位置信息不失真的同时处置低频信号，从而减小聚束步骤的数据处理量。该发明通过缩聚，降低超声波声波频带，达到低频频带后使得传输近似变为直线传播，过程较为繁琐，程度复杂。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超声波声束指向可视化装置。

根据本发明提供的一种超声波声束指向可视化装置，包括超声波探头、激光发射仪、延迟块；

所述延迟块安装于所述超声波探头的前端，所述延迟块内设有一反射膜；

所述激光发射仪位于所述超声波探头的一侧，所述激光发射仪发射的激光光束通过所所述述延迟块照射在所述反射膜上，所述反射膜使得激光光束的传播方向与所述超声波探头所发射的主声束的方向重合。

一些实施方式中，所述反射膜为复合材料反射膜，所述复合材料反射膜由一层金属材质以及包裹所述金属材质的电介质保护膜组成。

一些实施方式中，所述金属材质为铝或银，所述电介质保护膜的材质为一氧化硅、氟化镁、二氧化硅中的任一一种。

一些实施方式中，所述延迟块为矩形块，所述反射膜与所述延迟块的轴线的夹角为0°＜α＜90°。

一些实施方式中，所述延迟块由两个楔形块组成，所述反射膜固定于两个所述楔形块之间。

一些实施方式中，所述激光发射仪同时发射2组所述激光光束，2组所述激光光束的直线距离等于所述超声波探测头发射的主声束的直径。

一些实施方式中，所述延迟块为中空体，所述延迟块设有与所述超声波探头直径大小相适配的通孔。

一些实施方式中，所述超声波探头与所述激光发射仪通过控制装置进行同步联动。

现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够实时准确的观察到超声波声束的实际指向，对于表面复杂的被检物体，能够清楚的知道超声波的入射点，方便观察超声波的实时指向，及时判定超声c扫描轨迹的合理性。

2、本发明中将激光发射仪设置同时发射2组激光光束，2组所述激光光束的直线距离等于所述超声波探测头发射的主声束，其超声波主声束的指向可视化不在单单显示为一点，而是一个范围，此范围的大小与超声波主声束的入射点的范围相同，更进一步的提高了对超声波声束指向性的确认。

3、本发明中将延迟块设置为中空体，并将延迟块设有与超声波探头直径大小相适配的通孔，使得延迟块的材料大大节省，更重要的是超声波主声束仅需经过反射膜，而无须再经过延迟块的材料，即降低了主声束的能量消耗，同时对延迟块4的材料性能的限定大大降低，大幅降低了制作成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明超声波声束可视化装置的结构示意图；

图2为本发明超声波声束可视化三维示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种超声波声束指向可视化装置，一种超声波声束指向可视化装置，包括超声波探头1、激光发射仪2、延迟块4；

所述延迟块4安装于所述超声波探头1的前端，所述延迟块4内设有一反射膜5；

所述激光发射仪2位于所述超声波探头1的一侧，所述激光发射仪2发射的激光光束6通过所所述述延迟块4照射在所述反射膜5上，所述反射膜5使得激光光束6的传播方向与所述超声波探头1所发射的主声束3的方向重合。

延迟块4的材质由均匀的透光透声材质制作而成，对超声波探头1所发射出的超声波主声束3的传播方向无影响，同时反射膜5对超声波主声束3的传播方向亦无影响，延迟块4通过紧固方式如螺丝固定于超声波探头1的前端，也可在超声波探头1的主体上设置卡接凹槽或卡接凸起，则在延迟块4与超声波探头1对接的一端设置有卡接凸起或卡接凹槽，两者密切配合。

激光发射仪2放置于超声波探头1的一侧，激光发射仪2的激光发射端口位于延迟块4的侧面内，激光发射仪2发出的激光光束6通过延迟块4照射在反射膜5上，反射膜5用于改变激光光束6的路径，通过调整反射膜5位于延迟块4内的角度，使得激光光束6经反射膜5的反射后，其传播路径与超声波探头1所发射的主声束3的传播方向一致，可较为方便的实现超声波声束传播方向以及入射点的可视化。为此，本发明能够实时准确的观察到超声波声束的实际指向，对于表面复杂的被检物体，能够清楚的知道超声波的入射点，方便观察超声波的实时指向，及时判定超声c扫描轨迹的合理性。

所述反射膜5为复合材料反射膜，所述复合材料反射膜由一层金属材质以及包裹金属材质的电介质保护膜组成，所述金属材质为铝或银，所述电介质保护膜的材质为一氧化硅、氟化镁、二氧化硅中的任一一种。在可见光区实用金属铝或金属银作为反射介质，其反射率较高，反射效果较佳，但由于金属铝或金属银在空气中很容易氧化而降低性能，所以必须用电介质膜加以保护，保护膜材料使用一氧化硅、氟化镁、二氧化硅中的一种，在不影响超声波主声束3传播路径的前提下，可避免金属铝或金属银的氧化效用。

所述延迟块4为矩形块，所述反射膜5与所述延迟块4的轴线的夹角为0°＜α＜90°。反射膜5倾斜设置于延迟块4的内部，为保证超声波主声束3在延迟块4内传播路径的一致性，反射膜5的四边分别延伸至延迟块4的四个侧面，这里的延迟块4的四个四面是除去延迟块4与超声波探头1相接触的一面以及与相接触的一面相对的一面。反射膜5倾斜设置在延迟块4内，即反射膜5与延迟块4的轴线的夹角为0°＜α＜90°，相应的设置激光发射仪2的发射口与反射膜5的角度，使得反射膜5将激光发射仪2发射的激光光束6反射后与超声波探头1发射的主声束3传播路线一致即可，反射膜5的角度的设置是根据本发明装置的布置空间的大小，确切的，是根据激光发射仪2的空间布置位置所决定的，角度的不同的，激光发射仪2的布置角度也不同，可合理利用布置空间。优选的，将反射膜5设置在延迟块4的两个对角线之间，设置方式简单易行，固定方便。

所述延迟块4由两个楔形块组成，所述反射膜5固定于两个所述楔形块之间。两个楔形块的材质相同，通过两个楔形块组成矩形立体结构的延迟块4，同时，将反射膜5固定于两个楔形块之间，此种结构的设计使得延迟块4变为活动连接的结构体，大大方便了拆装，简化了延迟块4的制造工艺。

所述激光发射仪2同时发射2组所述激光光束6，2组所述激光光束6的直线距离等于所述超声波探测头1发射的主声束3。2组激光光束6的距离与主声束3的直径相同，其超声波主声束的指向可视化不在单单显示为一点，而是一个范围，此范围的大小与超声波主声束3的入射点的范围相同，更进一步的提高了对超声波声束指向性的确认。

所述延迟块4为中空体，所述延迟块4设有与所述超声波探头1直径大小相适配的通孔。将延迟块4设置为中空的透光体，并在延迟块4与超声波探头1相连接的一端以及相对的一端开设有直径大小相同的通孔，超声波探头1发射的主声束3可只通过反射膜5到达被检体的表面，而此时激光发射仪2发射的激光光束6透过延迟块4到达反射膜5后，经反射膜5反射后，激光光束6与主声束3的传播方向一致并可显示。此种结构设计，使得延迟块4的材料大大节省，更重要的是超声波主声束3仅需经过反射膜5，而无须再经过延迟块4的材料，即降低了主声束3的能量消耗，同时对延迟块4的材料性能的限定大大降低，大幅降低了制作成本。反射膜5可与延迟块采用插接的形式，如在延迟块4上设置插入口，将反射膜5插入在延迟块4内即可。

所述超声波探头1与所述激光发射仪2通过控制装置进行同步联动。通过软件控制程序，在超声波探头1带动延迟块4角度转动的情况下，激光发射仪2将随之进行角度的转动，以确保激光发射仪2的激光光束6与超声波探头1发射的主声束3同步一致。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。