专利名称：能消除干扰的超声波径向换能器的制作方法
技术领域：
能消除干扰的超声波径向换能器
所属^领域
本实用新型涉及一种应用于岩石、岩体、混凝土构筑物及水下监渊的声波測试采用的超 声波换能器，具体来说是一种能消除干扰信号，实现高信噪比獮量的超声波径向換能器。
背景技术：
以往的声波測试，接收信号中迭加了许多干扰噪声其中迭加在首波前面的干扰噪声， 导致全自动检测时不能正确判定实獮声时和首波波幅，给数据分析带来困难，也致使声时翻 量精度降低迭加在首波后面的干扰噪声，虽然尚不多为人提及，但仍造成接收波形失真， 頻 $化复杂；当检渊到缺陷时，干扰噪声可能完全掩盖了被检部件的有效信息，给波形分 析判定带来困难。存在明显干扰噪声的检澜技术，由于检測结果不稳定，许多检測人员对检 涠报告的评判缺乏必要的信心，浪费了大量人工整理检澜报告的时间，还可能造成工程赝ft 隐患，危及自身和社会的根本利益。
造成測量信号信噪比差的原因，当换能器有效发射功率低，接收灵敏度差，自身低抗电 磁干扰的能力弱的情况下，下列外来干扰噪声对检澜信号的影响就更加突出
1. 换能器与检獮通道的拥壁发生摩擦及碰撞，产生明显的干扰噪声
2. 换能器在拉拔过程中，扶正器与检澜管倩壁间出現了MK式接触，引发干扰噪声；
3. 换能器拉拔移动时发出的拽水声
4. 异常地磁、地电、地下水流动等环境产生的干扰噪声。 导致声时和波輻測量精度降低的主要原因如下
1. 因干扰噪声引致不能准确判定首波到达时，并误判噪声波幅为信号波幅
2. 换能器在检測通道中左右平面晃动，存在声时修正值t'獮董的误差；
3. 换能自检澜通道中上下竖向振动，收发换能器间存在相对离差变化，而引起声距变 化造成的獮量误差等。
以往解决澜置噪声的问題的方向，更多的是放在提高检翻仪器的电路结构和性能上，对 换能器直接接收干扰噪声的问鼉认识不足。采用扶正器的目的是为了保证换能器在声獮管中 居中，减少t'澜量的误差，同时保护换能器不与管壁碰瘇而损坏换能器。但扶正器的糊度 相对较大，阻碍了换能器在变形的检測通道中正常移动或通过，所以在大量的工程质Jt检澜 中，并未广泛采用扶正器。另外换能器在移动过程中，扶正器与检獮管拥壁间出现了一种跳 跃式接触，弓l发了千扰噪声，同时也加大了换能器在检瀾通道中拉拔移动过程中产生的拽水发明内容
本实用新型的目的，是发明一种能直接消除干扰信号，从根本上实现高信噪比精准槲量 的超声波径向换能器，其途径是通过在换能器的非有效发射接收部位的柱体俩面上设计一层 纤细而柔软的毛绒体，利用毛绒体的柔性支承、定位、减晃、防撞和消声的功能，确保换能 器在检獮通道中能自由通过，实现声波澜试无干扰发射和高保真接收，达到提高工作效率， 科学地、准确地检渊评定工程质量的目的。
本实用新型觯决其技术问趣所采用的技术方案是 一种应用于岩石、岩体、混凝土构筑 物及水下监拥的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于超声波换能器为柱状径向振动 的换能器，换能器的有效发射接收部位1的两端分别连接上非有效发射接收部位2和下非有 效发射接收部位3，连接导线4接在上非有效发射接收部位2的另一端，在有效发射接收都 位1区域以外的柱体倒面上有连成一起的柔软的短毛线5,通过利用短毛线的柔性支承、定 位、减晃、防撞和消声的功能，实现声波测试无干扰发射和高保真接收的目的。
本实用新型的特征在于换能器拥面上柔软的的短毛线5为纤细而柔软的毛绒基料6,毛 绒基料6如毛续布、羽绒布及动物皮毛；换能器側面上柔软的的短毛线5为弯曲模量小的短 线7，短线7如柔软胶线、柔软胶条、胶丝。为确保不增大换能器的有效直径，毛绒基料6 宜安装在换能器有效发射接收部位1区域以外的柱体的内凹倒面上。
本实用新型的特征在于还有下列几种安装方法及组合方式
1. 本实用新型的特征在于将毛绒基料6制成毛绒國管11,将毛绒豳管11套接在有效发 射接收部位1区域以外的柱体上。
2. 本实用新型的特征在于将镧面带有毛绒基料6的配重块8，通过蠊接方式安装在下非 有效发射接收部位3的下方。
3. 本实用新型的特征在于将毛绒基料6制成一中央带孔的毛绒边垫片9，毛绒边垫片9 通过配重块8或下锥体10安装在下非有效发射接收部位3的下方。
4. 本实用新型的特征在于将弯曲模量小的柔软胶线、柔软胶条、胶丝、纤维制成一中央 带孔的软线边垫片12,软线边垫片12通过配重块8或下锥体10安装在下非有效发射接收瑯 位3的下方。
5. 上非有效发射接收部位2柱体的倒面上有连成一起的纤细而柔软的短毛线5或短线 7，毛绒边垫片9或软线边垫片12通过配重块8或下锥体10安装在下非有效发射接收部位3 的下方。
6. 上非有效发射接收部位2柱体的拥面上有连成一起的纤细而柔软的短毛线5，橡胶齿
4轮形扶正器13通过配重块8或下锥体10安装在下非有效发射接收部位3的下方。
本实用新型的特征在于通过在接收换能器内装有前置放大器，以提髙检測信号的传输质
量》
本实用新型的有益效果是，通过在换能器的非有效发射接收部位的柱体侧面上设计—层 纤细而柔软的短毛线，如毛绒布、羽绒布、动物皮毛，及直径略大些的短线如内空的柔软胶 线、柔软胶条、胶丝、纤维，利用这些毛绒体的柔性支承和缓垫的作用，防止换能器与检澜 通道的拥壁间直接发生摩擦及碰撞，消除其发出的干扰噪声换能器倒面上的毛绒体能增加 换能器在水中快速移动的阻力，与其柔性支承产生的定位居中的作用相结合，能稳定换能器, 起到减少换能器在,通道中左右平面晃动和上下竖向振动的作用，从而消少了声时籌堡的 误差；换能器倒面上的毛绒体能改善换能器在孔道移动过程中产生的紊流，消除并吸收换能 器在检測通道中拉拔移动过程中发出的拽水声，起到消声器的作用，从根本上能实现声波澜 试的无干扰发射和高保真接收的目的，使检測信号更加稳定可靠，确保主机能准确地进行全 自动检籌和评定，从而达到显著提高工作效率，确保工程质Jt的效果，毛绒体分别安装在换 能器上、下非有效发射接收部位均能取得明显效果，上、下端同时安装效果更佳，将其安装 在柱体的内凹倒面上，能确保不增大换能器的有效直径，使换能器在检測孔道中自由通过。 将惻面带有毛绒基料的配重块，通过蠊接方式安装在下非有效发射接收部位的下方，或制成 毛续圃管，将毛续圃管套接在有效发射接收部位区域以外的柱体上，均是合适的设计。将毛 m垫片、软线边垫片安装下非有效发射接收部位的下方，能起到较佳的柔性支承、定位、 减晃和防撞作用；上非有效发射接收部位柱体的拥面上安装毛绒体，下端通过下锥体或配重 块画定安装毛绒边垫片、软线边垫片、橡胶齿轮形扶正器，能使换能# 检測孔道中居中的 定位效果更佳。接收换能器内装有前置放大器能明显提高信号的传输质量。 附面说明
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构和实施方法作进一歩的说明。 圉1是一种在下非有效发射接收部位的儺面上安设短毛线的结构示意图。 圉2是一种在上非有效发射接收部位的惻面上安设短毛线的结构示意圉。 图3是一种非有效发射接收部位的拥面上安设短毛线的结构示意图。 图4是一种在换能器上端安装毛绒國管的结构示窓圉。 图5是一种在换能器下端安装设了绒毛的配重块的结构示意图。 图6是毛绒边或软线边垫片的结构示意图。 图7是橡胶齿轮形扶正器的结构示意图。图8是在换能器下端安装毛绒边或软线边垫片的结构示意图。
图9是一种在换能器上同时安设绒毛和毛绒边或软线边垫片的结构示意图。
图IO是一种在换能器上同时安设绒毛和扶正器的结构示意图。
图中1.有效发射接收部位，2.上非有效发射接收部位，3.下非有效发射接收部位，4. 连接导线，5.短毛线，6.毛绒基料，7.短线，8.配重块，9.毛绒边垫片，IO.下锥体，11. 毛绒圃管，12.软线边垫片，13.橡胶齿轮形扶正器。
具体实施方式
实施例l
如附
图1所示，在下非有效发射接收部位3的柱体倒面的國周上，用防水的粘合剂围护 粘貼一鑭带有纤细而柔软绒毛的毛绒布6，选用毛绒布的纤维毛长10-20mm,使增加毛绒层 后的换能器纤毛外径小于或等于检渊通道的内径，毛绒布围护高度根据换能器结构的实际情 况适当加宽，以增强缓冲等效果。
实施例2
如附图2所示，在上非有效发射接收部位2的柱体俩面上，用粘合剂围护粘貼一段纤细而 柔软的毛绒布6。 其余同实施例1。 实施例3
如附图3所示，分别在上、下非有效发射接收部位的柱体镧面上各设计一个凹槽，然后 用粘合剂各围合粘貼一段纤细而柔软的毛绒布6,使设有绒毛的换能器的有效直径不增大。 其余同实施例l。 实施例4
如附图4所示，将毛绒布缝制成毛绒圆管11,将毛绒圆管11套接在上非有效发射接收 部位2的柱体的拥面上，用粘合剂或蠊钉等方法固定。
其余同实施例l。 实施例5
如附图5所示，将側面粘貼毛绒布的配重块8，通过蠘接方式安装在下非有效发射接收都 位3的下方。
其余同实施例1。 实施例6
如附圉6和附图8所示，将毛绒布制成一中央带孔的毛绒边垫片9,毛绒边垫片9通过配重块8安装在下非有效发射接收部位3的下方。 其余同实施例l。 实施例7
如图6和附图8所示，将弯曲模量小的胶丝制成一中央带孔的软线边垫片12,软线边垫 片12通过下锥体10安装在下非有效发射接收部位3的下方。 其余同实施例l。 实施例8
如附图6和附图9所示，在上非有效发射接收部位的柱体傭面上设计一个凹槽，并粘貼带 绒毛的免子皮6,用羽绒制成毛绒边垫片9,通过下锥体10安装在下非有效发射接收部位3 的下方。
其余同实施例l。
实施例9
如附图7和附图10所示，在上非有效发射接收部位的柱体侧面上设计一个凹槽，并粘貼 毛绒布6。换能器下端用橡胶薄片制成外径小于检澜管直径的橡胶齿轮形扶正器13，通过下 锥体10安装在下非有效发射接收部位3的下方。
其余同实施例1。
权利要求1.一种应用于岩石、岩体、混凝土构筑物及水下监测的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于超声波换能器为柱状径向振动的换能器，换能器的有效发射接收部位(1)的两端分别连接上非有效发射接收部位(2)和下非有效发射接收部位(3)，连接导线(4)接在上非有效发射接收部位(2)的另一端，在有效发射接收部位(1)区域以外的柱体侧面上有连成一起的柔软的短毛线(5)。
2. 如权利要求1所述的能消除千扰的超声波径向换能器，其特征在于换能器惻面上柔软 的的短毛线(5)为纤细而柔软的毛绒基料(6)，毛绒基树6)如毛绒布、羽絨布及动物皮毛。
3. 如权利要求1所述的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于换能器镧面上柔软 的的短毛线(5)为弯曲模量小的短线(7),短线(7)如柔软胶线、柔软胶条、胶丝、纤维。
4. 如权利要求2所述的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于毛MH糾6)安装在 换能器有效发射接收部位(l)区域以外的柱体的内凹倒面上。
5. 如权利要求2所述的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于将毛绒基树6溯成 毛绒圆管(ll),将毛绒圆管(ll)套接在有效发射接收部位(l)区域以外的柱体上。
6. 如权利要求2所述的能消除千扰的超声波径向换能器，其特征在于儺面带有毛绒基料 (6)的配重树8)，安装在下非有效发射接收部位(3)的下方。
7. 如权利要求2所述的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于将毛绒基料(6)制成 —中央带孔的毛绒边垫片(9)，毛绒边垫片(9)安装在下非有效发射接收部位(3)的下方。
8. 如权利要求3所述的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于将弯曲模量小的柔 软胶线、柔软胶条、胶丝、纤维制成一中央带孔的软线边垫片(12),软线边垫片(12)安装在下 非有效发射接收部位(3〉的下方。
9. 如权利要求1至权利要求5所述的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于毛绒 边垫片(9)、软线边垫片(12)或扶正對13)安装在下非有效发射接收部位(3)的下方。
10.如权利要求1至权利要求8所述的能消除干扰的超声波径向换能器，其特征在于接收 换能器内装有前置放大器。
专利摘要本实用新型涉及应用于岩石、岩体、混凝土构筑物及水下监测的声波测试采用的超声波换能器，具体来说是一种能消除干扰信号，实现高信噪比精准测量的超声波径向换能器。其主要特征是通过在换能器的非有效发射接收部位的柱体侧面上设计一层纤细而柔软的毛绒体，利用毛绒体的柔性支承、定位、减晃、防撞和消声的功能，从根本上能实现声波测试的无干扰发射和高保真接收的目的，使检测信号更加稳定可靠，确保主机能准确地进行全自动检测和评定，从而达到显著提高工作效率，确保工程质量的效果。
文档编号G01N29/07GK201378162SQ20092005096
公开日2010年1月6日 申请日期2009年2月3日 优先权日2009年2月3日
发明者庄彩霞, 涛 王, 陈彦平 申请人:陈彦平