超声波探测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声波检测领域，具体而言，涉及超声波探测器。
【背景技术】
[0002]超声波检测是现有的常使用的检测方式，现有的超声波检测技术使用独特外差法(Heterodyning)将这些超声波讯号转换为音频信号，而后，再让使用者透过耳机来听到这些声音，并于用于显示的面板上看到强度指示。外差法原理如同收音机(外差法是一种干涉测量的方法，它通过改变参考信号的频率，使其与测量信号之间产生一个频率差，参考信号与测量信号干涉后，干涉信号相位中包含了相位调制项(载波)与被测量项，通过对干涉信号进行解调即可得到被测量的相位。这种在干涉信号相位中引入载波的方法称为外差法。与零差法相比，外差法通过干涉信号解调测得被测物理量，干涉信号强度的变化对测量的影响可以忽略，从而提高了干涉测量精度)。使用超声波技术的优点就是容易理解、方便，超声波是一高频短波信号，此声波是不被人耳所直接听见，当使用者透过超声波检测仪可近距离侦测到这些声音，可用于定位查找气体或空气泄漏、电气故障时产生的超声波音源的位置。
[0003]现有的超声波检测技术中所采用的探测器通常由两部分组成，超声波信号生成器和超声波信号采集器，超声波信号采集器的信号采集点用于获取由超声波信号生成器所生成，并且在接触被测物后反射回来的超声波，其中超声波信号采集器是通过设置于其内部的传感器(信号采集点)进行采集的。
[0004]随着检测对象的种类的增加，对超声波检测技术本身的发展提出了许多挑战性问题，如对缺陷精确定量、定位问题，复杂环境和特殊区域的检测问题等。目前超声波检测技术在气体检测方面对有毒气体及无法涉足的区域不能检测，在高压线路及电器设备的漏电不能检测，也就是无法对距离较远的位置进行检测。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供超声波探测器，以提高了超声波探测器的探测距离。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了超声波探测器，包括:集波器和超声波信号接收器，集波器置于超声波信号接收器的一侧，且与超声波信号接收器的信号采集点相对应，集波器用于将投射到集波器上的超声波反射至信号采集点。
[0007]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，集波器为球面集波器，信号采集点与球面集波器的焦点距离小于预设的距离。
[0008]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，信号采集点位于球面集波器的焦点上。
[0009]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，超声波探测器还包括激光瞄准器，激光瞄准器的激光发射孔背离集波器，使激光瞄准器所发射的激光朝向远离集波器的方向运动。结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，超声波探测器，还包括枪型支架，集波器、超声波信号接收器和激光瞄准器均置于枪型支架上，激光瞄准器和集波器分别置于枪型支架的两侧。
[0010]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，信号采集点远离集波器的外周部设置有信号屏蔽层，信号屏蔽层用于阻断信号源直接向信号采集点所发出的超声波信号。
[0011 ] 结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，超声波探测器还包括呈柱状或锥装的延伸探棒，延伸探棒与超声波信号接收器的信号采集点相连接。
[0012]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，超声波探测器，还包括储存器，储存器与信号采集点相连接，用于储存信号采集点所获取到的超声波信号。
[0013]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，延伸探棒为铝合金材质。
[0014]结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，超声波探测器，还包括耳机和信号转换器，耳机通过信号转换器与信号采集点电连接，信号转换器用于将信号采集点获取到的超声波信号进行转换。
[0015]本发明实施例提供的超声波探测器，采用了集波器，与现有技术中的只使用位于超声波信号采集器中的传感器来采集超声波信号，而导致远距离的超声波信号无法有效的被接收相比，其通过设置了与信号采集点相对应的集波器，使得远距离的超声波信号经过了集波器进行信号聚拢之后再传送给信号采集点，使得信号采集点获取到的信号是经过变相放大的，也就提高了信号采集点所采集到信号的强度，也就提高了信号采集器采集到信号的精度，进而使得操作人员能够更加准确的根据超声波信号判断出被检测物的位置和问题。
[0016]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1示出了本发明实施例所提供的一种超声波探测器的基本结构图；
[0019]图2示出了本发明实施例所提供的一种超声波探测器的集波器工作原理图；
[0020]图3示出了本发明实施例所提供的一种超声波探测器的可连接延伸探棒示意图；
[0021]图4示出了本发明实施例所提供的一种超声波探测器的不可连接延伸探棒示意图；
[0022]图5示出了本发明实施例所提供的一种超声波探测器的集采器和集音头示意图。
[0023]主要元件符号说明:1，连接部；2，转接头；3，延伸探棒；4，采集器；5，集音头；6，集波器；7，枪型支架；8，激光瞄准器；9，信号采集点。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]超声波通常指20000Hz以上，单纯靠人耳是无法听到的声波。本发明所提供的超声波主要是应用在故障检测的工作环境中，当然，这并不影响本发明所提供的超声波探测器在相关领域中的应用。随着工业技术的发展，当生产出现故障的时候，很容易出现区域污染，或者形成危险区，如电弧、电晕放电、危险气体泄漏等等，这种危险的场所(危险区域的范围无法确定的场所)是不适合近距离测量的，如果近距离测量很有可能造成人员的伤亡。但为了能够尽快查找到故障点，如危险气体泄露点、污染水释放点等的具体位置，以尽快的修复故障，还是需要尽快对故障点的位置进行确定。考虑到传统技术中的超声波探测器的工作范围有限，无法在距离较远的位置进行探测，因而需要通过对已经经过衰减的超声波进行加强来确保信号采集点所检测到的超声波信号是有效和真实的。
[0026]相关技术中，UT100K超声波放电/泄漏检测仪使用独特外差法(Heterodyning)将这些超声波讯号转换为音频信号，让使用者透过耳机来听到这些声音，并于面板上看到强度指示。外差法原理就像是收音机，使用超声波技术的优点就是容易理解、方便，超声波是一高频短波信号，此声波是不被人耳所直接听见，当使用者透过超声波检测仪可完全侦测到这些声音，可用于定位查找气体或空气泄漏、电气故障时产生的超声波音源的位置，但在超过5米的范围内不能检测。
[0027]具体的，本发明所提供的超声波探测器，如图1所示，包括:集波器6和超声波信号接收器，集波器6置于超声波信号接收器的一侧，且与超声波信号接收器的信号采集点9相对应，集波器6用于将投射到集波器6上的超声波反射至信号采集点9。
[0028]其中，集波器6的作用是将发射到集波器6上的超声波进行聚拢和将聚拢后的超声波反射到信号采集点9上，以使信号采集点9能够获取到足够有效的超声波信号。集波器6的形状可以是弧线形的，也可以是由带有夹角的两条长条形板构成。
[0029]需要说明的是，由带有夹角的两条长条形板构成集波器6只能够两信号采集点9两侧有限的超声波信号进行聚拢，无法将所有发射到集波器6上的超声波信号全部反射到信号采集点9上，也就是超声波信号的聚拢效果不好，但这种集波器6的制造简单，易于推广。
[0030]另一种情况集波器6为球面集波器6，信号采集点9与球面集波器6的焦点距离小于预设的距离。球面的集波器6能够有效的将投射到球面的超声波进行聚拢(超声波信号由远处向球面集波器6的内侧进行发射，如图2所示)。当超声波信号均是垂直于球面聚波器边缘两点的连线时，该球面集波器6便能够将发射到其表面的所有超声波均反射到其焦点上，也就是能够使焦点上的超声波信号最大化。使用的时候，并不需要严格的确定球面集波器6的焦点位置，只要在一个合理的范围内即可(信号采集点9与球面集波器6焦点的距离差值足够小，就能够保证信号采集点9所获取到的超声波信号是足够有效的了)，当然，为了最大化测量的精度，还可以将信号采集点9设置于球面集波器6的焦点上，即信号采集点9位于球面集波器6的焦点上图2示出了集波器6的工作原理图，图中，有效的信号能够直接反射到焦点上(垂直于球面聚波器边缘两点的连线的信号)，而其他的杂波，则无法反射到焦点上，或者只有少量能够反射到焦点上。
[0031]需要说明的是，球面集波器6可以分为圆球面和椭球面两种，在不同的使用场合可以根据需要使用不同类型的集波器6。
[0032]进一步，为了能够使超声波信号是垂直于球面集波器6边缘两点的连线，需要使用对准工具来使集波器6能够对准发出超声波的信号源。也就是本发明所提供的超声波探测器，还包括激光目苗准器8，激光目苗准器8的激光发射孔背离集波器6，使激光目苗准器8所发射的激光朝向远离集波器6的方向运动。
[0033]具体的，激光瞄准器8优选为其发出激光所在的直