新型锻件检测用超声波直探头的制作方法

1.本实用新型属于无损检测领域，涉及一种新型锻件检测用超声波直探头。


背景技术：

2.超声波探头是在超声波检测过程中发射和接收超声波的装置。探头的性能直接影响超声波的特性，影响超声波的检测性能。在超声检测中使用的探头，是利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器。探头中的关键部件是晶片，晶片是一个具有压电效应的单晶或者多晶体薄片，它的作用是将电能和声能互相转换。
3.对于锻件进行超声波检测时，由于探头与工件直接接触，导致探头很容易磨损，探头的磨损不仅对检测结果影响较大，而且大大减小探头的使用寿命；此外针对圆柱形锻件进行径向的超声波检测时，往往采用带曲率的直探头，以便探头与工件表面耦合，但圆柱形锻件的规格较多，每种规格需要对应不同曲率的探头。


技术实现要素：

4.本实用新型的发明构思是，在探头外壳上设置一方便拆卸的接触块，接触块紧靠晶体，接触块直接与工件接触，当发生磨损时可以更换新的接触块，同时一套外壳组件可对应多种规格的接触块，以便检测不同材质和规格的工件。
5.本实用新型采用的技术方案是：新型锻件检测用超声波直探头，包括外壳、探头线和晶体，所述探头线插入外壳内，所述晶体位于所述外壳内，还包括接触块，所述接触块可拆卸的连接于所述外壳上，所述接触块的一面与所述晶体的表面紧靠，所述接触块上具有工件接触面，所述工件接触面位于所述外壳外。
6.上述结构中，由于设置了与外壳可拆卸连接的接触块用于直接接触待测工件，因此当接触块磨损时，可及时对接触块进行更换，以便保证检测的准确性，此外根据待测工件材质可选择不同材质的接触块，使同一套探头对应多种材质或规格的接触块，提高该探头的通用性和实用性。
7.进一步，针对于圆柱形锻件的径向检测，可将所述接触块上的工件接触面设置为内凹的曲面，所述内凹的曲面能与圆柱体的侧面耦合。
8.进一步，所述接触块的材质选择原则为：通过所述接触块的纵波声速大于被检工件的纵波声速。使工件中的纵波声束有线聚焦效果，以此提高检测的灵敏性。其原理如图4所示，根据超声波检测原理，为了实现检测锻件中的超声纵波有线聚焦的效果，需要接触块的纵波声速大于待检测工件的纵波声速，由折射定律可以得到：
9.sinα/cl
接触块
＝sinβ/cl
工件
，α为弧形楔块中纵波入射角，cl
接触块
为纵波在接触块中的声速，β为工件中纵波折射角，cl
工件
为纵波在工件中的声速。当cl
接触块
大于cl
工件
时，sinα大于sinβ即α大于β。
10.进一步，给出一种接触块与外壳的连接结构：还包括下盖，所述下盖与所述外壳之间通过螺纹连接，所述下盖上具有能使所述接触块上的工件接触面伸出所述外壳的安装
孔，所述接触块上具有凸台，所述凸台的外沿伸出所述接触块的外壁，所述下盖内具有与所述凸台对应的压紧台，当所述下盖与所述外壳连接时，所述压紧台与所述凸台相互抵触，使所述接触块与所述晶体紧靠。
11.由于在多次使用时，外壳与下盖的螺纹连接有可能会在一定程度上松开，由此会导致接触块与晶体之间无法紧密连接，严重影响到检测的准确度，因此在上述结构中做了进一步的改进，在凸台与压紧台之间增设弹簧，以确保螺纹松开时，接触块依然可以与晶体紧靠。具体的及时方案是：还包括下盖和弹簧，所述下盖与所述外壳之间通过螺纹连接，所述下盖上具有能使所述接触块上的工件接触面伸出所述外壳的安装孔，所述接触块上具有凸台，所述凸台的外沿伸出所述接触块的外壁，所述下盖内具有与所述凸台对应的压紧台，所述弹簧设置于所述压紧台与所述凸台之间，当所述下盖与所述外壳连接时，所述压紧台朝向所述凸台靠近，所述弹簧被压缩、所述接触块与所述晶体紧靠。
12.本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，接触块的设置使探头整体的耐磨性能增加，接触块便于更换，同一套探头设备可对应多种材质和规格的接触块，通用性和实用性均增加。
附图说明
13.图1是本实用新型的具体实施例1的爆炸结构示意图；
14.图2是具体实施例1的组合结构示意图；
15.图3是具体实施例2的爆炸结构示意图；
16.图4是超声波检测原理图；
17.图中：1-探头线；2-外壳；3-晶体；4-接触块；5-下盖；6-弹簧；7-超声波入射纵波；8-超声波折射纵波；9-垫块与工件接触界面；2-1-连接螺纹；4-1-凸台；4-2-内凹曲面；5-1-压紧台；5-2-安装孔。
具体实施方式
18.以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.具体实施例一：
20.如图1、2所示，一种新型锻件检测用超声波直探头，包括外壳2、探头线1、晶体3、接触块4和下盖5，探头线1插入外壳2内，晶体3为圆柱体，晶体3设置于外壳2内，接触块4的上
表面与晶体3表面接触，下表面为内凹的曲面，外壳2的下部和下盖5的内壁上分别具有能相互配合的连接螺纹2-1，接触块4的顶部外壁上具有一圈凸台4-1，下盖5中心具有安装孔5-2，安装孔5-2内壁上具有一圈压紧台5-1，下盖5与外壳2之间通过连接螺纹2-1连接，下盖5与外壳2连接时，压紧台5-1将凸台4-1压紧，以此将接触块3固定于外壳2上，且同时使接触块4表面与晶体3表面紧靠。
21.具体实施例一：
22.如图3所示，一种新型锻件检测用超声波直探头，包括外壳2、探头线1、晶体3、接触块4、下盖5和弹簧6，探头线1插入外壳2内，晶体3为圆柱体，晶体3设置于外壳2内，接触块4的上表面与晶体3表面接触，下表面为内凹的曲面，外壳2的下部和下盖5的内壁上分别具有能相互配合的连接螺纹2-1，接触块4的顶部外壁上具有一圈凸台4-1，下盖5中心具有安装孔5-2，安装孔5-2内壁上具有一圈压紧台5-1，下盖5与外壳2之间通过连接螺纹2-1连接，弹簧6设置于凸台4-1和压紧台5-1之间，下盖5与外壳2连接时，压紧台5-1和凸台4-1相互加紧，将弹簧压缩，同时将接触块3固定于外壳2上，且使接触块4表面与晶体3表面紧靠
23.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。