专利名称：奥氏体钢探伤用的检测和成象探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波探伤用探头，特别是涉及在奥氏体钢焊缝探伤用的检测和成象探头。
众所周知，金属是小晶体的集合体，随着结晶方向的不同，在其中的声速也有所不同，所以当超声波射到各个晶体时，会引起微小的反射和散射。这些反射波在观测时就呈现为林状回波。此外，反射波还造成被检物中传播的超声波衰减，并减少多次反射的脉冲次数。金属晶粒越大，这种林状回波和衰减就越显著，造成信噪比下降，有时甚至完全不能出现缺陷回波。我们知道，奥氏体钢焊缝的晶粒粗大且不均匀，造成界面散射出现的林状回波会湮没缺陷信号，因而采用普通的纵波直探头或一般的手动横波聚焦直接接触式斜探头都无法进行奥氏体钢焊缝的检测和成象的。德国的Krautkramer公司曾研制出用于检验奥氏体钢焊缝的折射角分别为45°、60°、和70°的纵波斜探头，但在9Ni钢球罐奥氏体钢焊缝试板上实测时发现整个探头的灵敏度偏低，不能用来作扫查精度较高的成象检验。国内一些单位也开展了改进探头的研制，但也都无法用于奥氏体钢焊缝成象检验。
本实用新型的目的在于提供一种与超声波探伤仪或超声波成象仪相配合的手动聚束斜探头，它可用于各种钢材焊缝的检测和成象，特别可用于奥氏体钢焊缝的检测和成象。
本实用新型的目的可通过如下的措施来实现一种奥氏体钢探伤用的检测和成象探头，它是由压电晶片、聚束板、楔块、背衬阻尼材料、外壳、信号线、地线、接插件组成。
所说的压电晶片可由水晶、钛酸钡、锆酸铅、或硫酸锂等材料制成，晶片的两面都镀上银，作为电极。本实用新型的压电晶片为长方体形薄片，即有一个长方形的顶面和一个与顶面大小相等的长方形底面、以及四个长方形侧面，所说的聚束板由铝制成。本实用新型的聚束板为在底面一侧中心部位有一个园锥形内凹的长方体形薄片，也就是说它有一个长方形的顶面和一个与顶面大小相等的长方形底面、以及四个长方形侧面，其顶面与压电晶片底面大小相等，在其底面一侧中心部位有一个园锥形内凹，该园锥形内凹的顶点深入到聚束板内的一定深度，但不穿透聚束板，聚束板园锥形内凹的园锥面与聚束板顶面的夹角称为聚束角，本实用新型的聚束角以2°－4°为佳。所说的聚束板的顶面与压电晶片的底面紧贴合在一起。所说的楔块可为有机玻璃楔块，聚束板的底面与楔块的侧顶部贴合。在楔块与外壳之间由背衬阻尼材料填充，所说的背衬阻尼材料一般由环氧树脂、钨粉及固化剂配制而成。所说的外壳可由金属材料制成，也可由塑料等其它材料制成。在外壳上安装有接插件，它通常为同心接线柱，其外层与外壳直接连接。接插件也可以是其它形式的，但至少包含有两个接线柱，其中一个接线柱与外壳连接。压电晶片的一电极通过信号线与同心接线柱的芯相接，其另一电极通过地线与外壳相接(当外壳为金属壳时)或直接与同心接线柱的外层相接(当外壳为金属壳或塑料等不导电材料外壳时)。
附图
是本实用新型的探头的剖面图，
以下结合附图对本实用新型作进一步的详述，但本实用新型不限于附图。
参照附图，压电晶片［1］的底面与聚束板［2］的顶面贴合，聚束板［2］的底面与楔块［3］的侧顶部贴合，楔块［3］除底面外其周围被外壳［5］包裹，在楔块［3］与外壳［5］之间形成空腔。在楔块［3］与外壳［5］之间的空腔中填充背衬材料［4］，在外壳［5］上安装有同心接线柱［8］，其外层与外壳［5］相接，压电晶片［1］的一电极通过信号线［6］与同心接线柱［8］的芯连接，其另一电极通过地线［7］与外壳［5］相接，通过同心接线柱［8］可使探头与探伤成象仪相连接，进行超声波探伤检测或成象。
本实用新型的探头可用作超声波探伤用探头，特别是可以用作奥氏体钢焊缝探伤用的检测和成象探头，具有大信噪比和高纵向分辨率等突出优点，是普通探头无法比拟的。
权利要求1.一种超声波探伤用的检测和成象探头，是由压电晶片、聚束板、楔块、背衬阻尼材料、外壳、信号线、地线、接插件组成，所说的压电晶片与聚束板贴合，聚束板与楔块侧顶部贴合，在外壳与楔块之间填充背衬阻尼材料，压电晶片的一电极通过信号线与接插件的一接线柱相接，压电晶片的另一电极通过地线与接插件的另一接线柱相接或与外壳相接，其特征在于所说的压电晶片为长方体形薄片，聚束板为在底面一侧的中心部位有一个园锥形内凹的长方体形薄片，该园锥形内凹的顶点深入到聚束板内，但不穿透聚束板，聚束板的顶面与压电晶片的底面大小相等。
2.按照权利要求1所说的超声波探伤用的检测和成象探头，其特征在于所说的聚束板的聚束角为2°－4°。
专利摘要本实用新型涉及奥氏体钢探伤用的检测和成象探头，该探头由长方体薄片状的压电晶片，在一侧面中心有一个圆锥形内凹的长方体薄片状的聚束体、楔块、背衬阻尼材料、外壳、信号线、地线、和接插件组成，本实用新型的探头具有大信噪比和高纵向分辨率等优点。
文档编号G01N29/24GK2204048SQ9421567
公开日1995年7月26日 申请日期1994年6月30日 优先权日1994年6月30日
发明者郑中兴, 滕永平, 曹发美, 吴爱军, 崔建英, 胡绍海, 邱瑞昌 申请人:北京燕山石油化工公司建筑安装工程公司, 北方交通大学