一种内水路超声换能器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超声无损检测领域，特别是一种内水路超声换能器。
【背景技术】
[0002]利用超声波在不损坏被测物体的前提下，对被测物体内部结构进行检测和测量以来确定被测物体的可靠性的技术行为被称为超声无损检测技术。目前，超声无损检测技术是国际上应用较为广泛、精确度较高的无损检测方法，目前该技术广泛的应用于航空、航天、船舶、钢铁、冶金、电子、铁路交通等领域。
[0003]随着科技技术的不断发展及压电陶瓷性能、超声换能器制作工艺技术的不断提高，超声换能器的性能得到了不断的优化及提升。但是在很多应用场合中，或者由于环境条件太过恶劣(温度过高过低)或者由于长时间连续工作，会使得超声换能器的核心部分温度过高，导致压电陶瓷性能下降或者粘接部分不牢靠，影响其核心部件工作状态，从而导致超声换能器性能下降甚至失效损坏，降低检测效率及准确性。而仅仅通过目前常用的风冷方式进行降温不仅效果有限，并且受到实际环境的限制。而通过壳体内置水路的办法还是在超声换能器功能模块外部进行降温，其降温性能也受到一定的限制。
[0004]为了确保超声换能器高效率的工作，需要在换能器发射面和被测物体之间形成一层薄耦合层，便于信号高效的耦合到被测物体中。并且在多数情况下，为了解决超声换能器存在固有的盲区这一问题，需要存在一个较厚的耦合层。目前多采用的方式是喷洒的方式，该方法是效果较差，且需要额外的配套设施。
【实用新型内容】
[0005]实用新型目的:本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种内水路超声换能器。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种内水路超声换能器，包括壳体和壳体内的功能主模块，所述功能主模块包括从上到下依次连接的背衬材料、压电复合材料和匹配层，所述功能主模块中间设有贯穿背衬材料、压电复合材料和匹配层的通孔，所述功能主模块两侧设有用于引出信号线的第一电极和第二电极。
[0007]本实用新型中，所述功能主模块的通孔四周设有保护层。
[0008]本实用新型中，所述壳体顶部设有与通孔连通的进水口。
[0009]本实用新型中，所述壳体一侧设有用于引出信号线的信号线接口。
[0010]本实用新型中，所述壳体与功能主模块通过环氧树脂固定粘接。
[0011 ] 本实用新型中，所述保护层为环氧树脂层。
[0012]有益效果:1、本实用新型采用的内水道结构，在超声换能器功能模块中间留有内置水路，内填充耦合剂。超声换能器工作时，通常耦合剂为水。水具有较大的比热，当环境温度变化或者超声换能器工作时导致的温度变化时，可以通过耦合通路中的水对温度进行自动补偿，确保超声换能器工作在稳定的工作状态，并延长寿命。
[0013]2、本实用新型中超声换能器路发射面留有耦合通孔，可以为换能器提供足够的耦合器，确保超声换能器的发射的信号能够很好透射入被测物体中，同时能够确保超声换能器良好的接收反射信号。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0015]图1为本实用新型功能主模块侧视图；
[0016]图2为本实用新型壳体侧视图；
[0017]图3为本实用新型功能模块通孔示意图；
[0018]图4为本实用新型通孔效果图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合附图对本实用新型作详细说明。
[0020]如图1，本实用新型包括主功能模块2，主功能模块2包括背衬材料3、压电复合材料4、匹配层5、第一电极7和第二电极8，其中背衬材料3、压电复合材料4和匹配层5从上到下依次相连，第一电极7和第二电极8设置在主功能模块2两侧。第一电极7由背衬材料3及压电复合材料4中间引出，第二电极8由压电复合材料4及匹配层5中间引出。
[0021]压电复合材料是有两种或多种材料复合而成的压电材料。常见的压电复合材料为压电陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活环氧树脂)的两相复合材料。这种复合材料兼具压电陶瓷和聚合物的长处，具有很好的柔韧性和加工性能，并具有较低的密度、容易和空气、水、生物组织实现声阻抗匹配。此外，压电复合材料还具有压电常数高的特点。压电复合材料在医疗、传感、测量等领域有着广泛的应用。
[0022]如图2，包括壳体1、进水口 10和信号线接口 11，进水口 10位于壳体1顶部，信号线接口 11位于壳体1 一侧。
[0023]如图3，包括主功能模块2、通孔6和保护层9，主功能模块2中间设有通孔6，主功能模块2内表面与通孔6之间设有保护层9。
[0024]如图4，包括壳体1、背衬材料3、通孔6和保护层9。
[0025]本实用新型中的通孔为超声换能器制作完成后加工而成。换能器工作时，通过内置的通孔可以为换能器工作面提供足够的耦合剂，保证换能器与被测面良好的接触，保证换能器高效的检测性能。同时，通孔与耦合剂可以对换能器自身工作导致的温度升高和环境温度进行一定的调节，可以确保换能器的性能不受影响。
[0026]实施例:
[0027]功能主模块由背衬材料、压电复合材料及匹配层构成。其各层厚度分别为20_，
1.15mm, 0.7mm，半径 10mm η
[0028]匹配层、压电复合材料及背衬材料采用环氧树脂粘接，并通过第一电极和第二电极，将信号线引出，其中电极为厚度为20um ;
[0029]将功能主模块嵌入壳体中，采用环氧树脂粘接固定。壳体顶部留有进水口，壳体侧面留有信号线接口；
[0030]在超声换能器发射面打通孔，通孔穿通背衬材料、压电复合材料及匹配层，与壳体进水口相连；
[0031]采用流平工艺方法将环氧树脂均匀涂于通孔内壁，凝固成形形成保护层。
[0032]本实用新型提供了一种内水路超声换能器，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种内水路超声换能器，其特征在于，包括壳体(1)和壳体(1)内的功能主模块(2)，所述功能主模块(2)包括从上到下依次连接的背衬材料(3)、压电复合材料(4)和匹配层(5)，所述功能主模块(2)中间设有贯穿背衬材料(3)、压电复合材料⑷和匹配层(5)的通孔(6)，所述功能主模块(2)两侧设有用于引出信号线的第一电极(7)和第二电极(8)。2.根据权利要求1所述的一种内水路超声换能器，其特征在于，所述功能主模块(2)的通孔(6)四周设有保护层(9)。3.根据权利要求1所述的一种内水路超声换能器，其特征在于，所述壳体(1)顶部设有与通孔(6)连通的进水口(10)。4.根据权利要求1所述的一种内水路超声换能器，其特征在于，所述壳体(1)一侧设有用于引出信号线的信号线接口(11)。5.根据权利要求1所述的一种内水路超声换能器，其特征在于，所述壳体(1)与功能主模块(2)通过环氧树脂固定粘接。6.根据权利要求2所述的一种内水路超声换能器，其特征在于，所述保护层(9)为环氧树脂层。
【专利摘要】本实用新型公开了一种内水路超声换能器，包括壳体和壳体内的功能主模块，所述功能主模块包括从上到下依次连接的背衬材料、压电复合材料和匹配层，所述主功能模块中间设有通孔，所述功能主模块两侧设有用于引出信号线的第一电极和第二电极。本实用新型采用的内水道结构，在超声换能器功能模块中间留有内置水路，内填充耦合剂。超声换能器工作时，通常耦合剂为水。水具有较大的比热，当环境温度变化或者超声换能器工作时导致的温度变化时，可以通过耦合通路中的水对温度进行自动补偿，确保超声换能器工作在稳定的工作状态，并延长寿命。
【IPC分类】G01N29/04, G01N29/28
【公开号】CN205049522
【申请号】CN201520820718
【发明人】陈江龙
【申请人】江苏融庆科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月21日