超声相控阵探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及超声探测组件，并且更具体而言，涉及包括相控阵探头的超声探测组件。
【背景技术】
[0002]超声探测组件是已知的并用在许多不同应用中。超声探测组件用来例如检查测试物体并且探测/鉴别测试物体的特性，例如，腐蚀、空洞、包含物、长度、厚度等。为了精确地探测这些特征在测试物体内的位置，以前使用直束探头。直束探头将大体直的声束发射到测试物体中。使用楔子来提供从直束探头到测试物体中的倾斜声束。需要测试多个不同的角度(例如，3.5°、7° ,10.5°、14° ,17.5°、21°、24°等)，因为不是所有的特征均可用直束探头探测到。
[0003]在这些测试之后，使用DGS(距离、增益、尺寸)方法，基于比较关于各种角度的声束的幅度来确定测试物体中的特征的尺寸。DGS方法通常使用在测试物体中生成旋转地对称声场的直束探头。提供多次测试运行是耗费时间的，从而导致降低的生产率。而且，为各特定角度使用不同尺寸的楔子(或同时使用多个探头)是困难、昂贵、且耗时的。
[0004]由此，提供允许发射多个不同角度下的声束来探测测试物体内的特征的超声探测组件将是有益的。而且，能够以更精确的方式移动声束而无需具有特定角度(例如，例如3.5°、7° ,10.5°、14°等)的楔子将是有益的。
【发明内容】
[0005]下面提出了本发明的简要总结以便提供对本发明的一些实例方面的基本理解。该总结不是本发明的广泛的概述。而且，该总结不意图鉴别本发明的关键元件也不描绘本发明的范围。总结的唯一目的为，以简化的形式提出本发明的一些内容，作为稍后提出的更详细说明的前序。
[0006]根据一方面，提供了一种用于探测测试物体中的特征的超声探测组件。超声探测组件包括相控阵探头，该相控阵探头定位在测试物体的外围表面附近。相控阵探头将声束发射到测试物体中。声束能够通过相控阵探头而在测试物体内移动，来探测特征。
[0007]根据另一方面，提供了一种用于探测在测试物体中的特征的超声探测组件。超声探测组件包括相控阵探头，该相控阵探头定位在测试物体的外围表面附近。相控阵探头包括构造为将声束发射到测试物体中的多个换能器元件。声束能够在测试物体内沿至少二维方向移动来探测特征。
[0008]根据另一方面，提供了一种利用超声探测组件探测在测试物体中的特征的方法。该方法包括将相控阵探头定位在测试物体的外围表面附近的步骤。该方法还包括将声束从相控阵探头发射到测试物体中的步骤。该方法还包括使声束在测试物体内移动来探测特征的步骤。
【附图说明】
[0009]在参照附图阅读下列说明后，对于本发明所涉及的领域的技术人员而言，本发明的前述和其他方面将变得显而易见。
[0010]图1是根据本发明的方面的，包括探测测试物体的特征的相控阵探头的实例超声探测组件的示意、透视图；
图2是部分地撕开来显示测试物体的内部部分的实例超声传感器组件的侧视立面图； 图3是相控阵探头的检查表面的端视图。
[0011]图4是相控阵探头的第二实例检查表面的端视图。
[0012]图5是在相控阵探头将旋转地对称的声束发射到测试物体中时的与图2相似的实例超声传感器组件的侧视正视图。
[0013]图6是包括用于将相控阵探头定位在测试物体附近的调整结构的沿着图2的线6-6的第二实例超声传感器组件的剖视图。
【具体实施方式】
[0014]在附图中描述和例示了包括本发明的一个或更多个方面的实例实施例。这些例示的实例不意图为对本发明的限制。例如，本发明的一个或更多个方面可用在其他实施例中或甚至其他类型的装置中。而且，某些术语仅出于便利性而在本文中使用，并且不应理解为对本发明的限制。而且，在附图中，采用相同的参考标号以用于指示相同的元件。
[0015]图1示出了根据本发明的一方面的实例超声探测组件10的透视图。超声探测组件10用于检查具有特征18 (例如，空洞、包含物、厚度、裂缝、腐蚀等)的实例测试物体12。超声探测组件10包括相控阵探头20，相控阵探头20定位在测试物体12的外围表面14附近。相控阵探头20可通过将一个或更多个旋转地对称(例如，大体圆形)的声束引导入测试物体12中来探测特征18。为了提供测试物体12内的改善的探测，相控阵探头20可在测试物体12内沿多种方向移动(例如，操纵)旋转地对称的声束。
[0016]实例测试物体12包括管状轴，该管状轴具有在图1中的大体圆柱形形状。测试物体12在相反的端部之间延伸，并且可包括实心主体(如图所示)或非实心主体(例如，中空主体、导管等)。应当理解的是，为了易于例示，测试物体12在图1中被稍微一般地/示意地绘出。实际上，测试物体12可包括多种维度，例如比所显示的更长或更短，或具有更大或更小的直径。而且，测试物体12不限制于沿着线性轴线延伸的导管状结构，并且可包括弯曲、起伏、曲线等。
[0017]测试物体12的外围表面14提供该大体圆柱形形状。在其他实例中，测试物体12包括其他非圆柱形形状和尺寸。例如，测试物体12可具有非圆形剖面形状，例如具有方形或矩形剖面。再者，测试物体12可包括管状形状、圆锥形状等。测试物体12不限于轴、导管等，而作为替代可包括壁、平坦或不平坦表面等。测试物体12可用在多种应用中，包括零件(例如，发电机轴等)的检查、管线腐蚀监控等。因此，在图1中显示的测试物体12包括测试物体的仅一个可能的实例。
[0018]超声探测组件10还包括控制器15。控制器15被稍微一般地/示意地绘出。通常，控制器15可包括任意数量的不同构造。在一个实例中，控制器15借助于导线而操作地附接至相控阵探头20。然而在其他实例中，控制器15可与相控阵探头20无线通信。控制器15可通过导线(或无线地)从相控阵探头20发送和接收信息(例如，数据、控制指令等)。该信息可涉及测试物体12的特征(例如，腐蚀、壁厚、空洞、包含物等)、由相控阵探头20发射和/或接收的声束的特征等。控制器15可包括电路、处理器、运行程序、存储器、计算机、功率供应、超声波内容等。在其他实例中，控制器15包括用户界面、显示器、和/或用于允许使用者控制超声探测组件10的其他装置。
[0019]现转至图2，显示了测试物体12的局部撕开的侧视立面图。测试物体12包括内部部分16。内部部分16是基本实心的，然而在其他实例中，内部部分16可为至少部分地中空的和/或在其中包括开口。测试物体12的内部部分16可由多种不同材料形成，包括金属(例如，钢、钛等)、金属合金、和/或非金属(例如，混凝土等)。应当理解的是，虽然仅显示了测试物体12的内部部分16的一部分(即，撕开部分)，但是测试物体12的其余内部部分可在结构上与图2所示的内部部分16相似或相同。
[0020]测试物体12可还包括特征18。特征18被稍微一般地/示意地绘出，应当理解的是，特征18包括多个可能的结构、尺寸、形状等。例如，特征18包括腐蚀、空洞、包含物、缺陷、裂缝、厚度等。而且，虽然特征18被一般地绘出为四边形形状，但是特征18可同样地包括细长裂缝/缺陷、非四边形形状等。还应理解，图2绘出了用于示例性目的的一个特征，但是在其他实例中，特征18可同样地包括多个特征。特征18可定位在内部部分16内的任何位置处，例如，离相控阵探头20更近或更远，更接近测试物体12的一个端部等。
[0021]转至超声探测组件10的相控阵探头20，相控阵探头20是在相反的端部之间延伸的细长的、圆柱形探头。在其他实例中，相控阵探头20不限于在图2中显示的特定结构，并且可包括任何数量的不同尺寸和形状。相控阵探头20定位在测试物体12的外围表面14的附近。在一个实例中，相控阵探头20不移动地定位在测试物体12附近，使得相控阵探头20被相对于测试物体12静止地保持、附接等。
[0022]相控阵探头20包括检查表面22，检查表面22布置在相控阵探头20的端部处。检查表面22可为基本平坦的(如所显示)，或在其他实例中，可包括弯曲、曲线等，以匹配外围表面14的形状。在一个实例中，当测试物体12具有比跨过检查表面2