专利名称：一种小口径管线超声检测探头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种超声波检测探头，特别是一种小口径管线超声检测探头。
背景技术：
目前随着橇装增压集成装置设备在油田上不断推广，在进行工艺管线的安装的过程中，要求对焊缝进行X射线检测，但部分焊缝因结构的原因，无法进行射线检测，为了确保质量，需要进行超声波检测。超声波检测对大管径厚壁管和平板探伤无多大区别，相对比较容易。由于集成装置管线规格为Φ89Χ5 mm，存在管径小、管壁薄、曲率较大等问题，进行超声波探伤有很大的困难，因受到接触面的几何散射的影响，探头边缘声束散射的影响，几何反射波的影响， 造成杂波太多和缺陷波就难以区别，缺陷难以定位，易造成缺陷漏检，无法完成超声检测的目的。为解决以上问题，通过提高探头的频率和适当增大晶片尺寸，修磨探头接触面，优化选用探头角度等办法，研制出实用新型的集成装置管线超声检测专用探头，解决了存在的难点，确保了集成装置的质量。
发明内容本实用新型的目的是提供一种小口径管线超声检测探头，实现对集成装置小口径管线焊接工艺的超声波检测。本实用新型的技术方案是一种小口径管线超声检测探头，它包括探头主体、接头、压电晶片和线聚焦透镜，其特征是探头主体是呈长方体结构的楔块，探头主体下端面是弧度为Φ70-Φ89 mm的圆弧面，探头主体后端面与接头固定连接；探头主体内部固定有压电晶片和线聚焦透镜，压电晶片与探头主体前端面相距4mm至5mm，压电晶片与水平方向的折射角度为68°至72° ；线聚焦透镜与压电晶片声匹配耦合。所述的压电晶片与水平方向折射角度最佳值为70°，k=2.75。所述的压电晶片尺寸为6X6mm，压电晶片距探头主体前端面5mm。所述的探头频率选用5MHZ。本实用新型的特点是1、具有符合管线口径的接触面，适合对小口径管线的检测； 2、较高的探头频率和较大的压电晶片尺寸，克服了管径小、管壁薄、曲率较大等问题；3、优化选用探头角度和采用线聚焦技术，解决了杂波太多和缺陷波难以区别，缺陷难以定位，造成缺陷漏检的问题。
下面将结合实施例对本实用新型作进一步的说明图1是一种小口径管线超声检测探头的主视图；图2是一种小口径管线超声检测探头的左视图。[0014]图中1、探头主体；2、接头；3、压电晶片；4，线聚焦透镜；5、探头主体下端面；6、 探头主体前端面。
具体实施方式
实施例1 如图1、2所示，一种小口径管线超声检测探头，它包括探头主体1、接头 2、压电晶片3和线聚焦透镜4，其特征是探头主体1是呈长方体结构楔块，探头主体下端面5是弧度为Φ 70 mm的圆弧面，探头主体后端面与接头2固定连接；探头主体1内部固定有压电晶片3和线聚焦透镜4，压电晶片3与探头主体前端面6相距4mm，压电晶片3与水平方向折射角度为68° ；线聚焦透镜4与压电晶片3声匹配耦合。长方体结构的探头主体1，其下端面是Φ70 mm的圆弧面，探头主体下端面5与 Φ 70 mm小口径管线相吻合。探头主体后端面与接头2固定连接，接头2连入调试好的超声机。探头主体1内部固定有压电晶片3和线聚焦透镜4。压电晶片3与探头主体前端面6距离为4mm，压电晶片3与水平方向折射角68°， 线聚焦透镜4与压电晶片3声匹配耦合。压电晶片3的尺寸为5X5mm，探头频率选择 4. 9MHZ。使用时，探头与被检测管线接触，利用超声机，将一次波、二次波和三次波标记在超声机荧光屏上，确定缺陷存在的观察区，并对标记进行分析、识别。实施例2 如图1、2所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，不同的是探头主体下端面5是弧度为Φ80的圆弧面，增大了压电晶片3的尺寸和折射角度，使用7X7mm的压电晶片3，压电晶片3与水平方向折射角度为72°，压电晶片3与探头主体前端面6相距 4. 5mm,同时还将探头的频率增加至5. IMHZ。当选择较大的折射角度和晶片尺寸时，对管线的超声检测时带来的问题有所改观，但还不能达到理论上的最佳效果。实施例3 如图1、2所示，本实施例与实施例1结构基本相同，不同的是探头主体下端面5是弧度为Φ89的圆弧面，压电晶片3与水平方向折射角度为70°，k=2.75，折射角度采用70°，有最佳效果；压电晶片3尺寸为6X6mm，压电晶片3与探头主体前端面6相距5mm ；探头频率选择5MHZ。选用70°的折射角和6X6mm的尺寸在实际应用中，可以达到最佳的测试效果。使用时，先做好检测准备，将该探头与被检测管线接触，并按标准要求调试好超声机，在调整仪器时利用远场区进行定位，改变了以前用一次波定位的方法，克服了几何反射信号的影响，缺陷波就易于判定。然后确定观察区，由于管焊缝壁厚较薄，用水平定位，在探伤时，首先要分清一次波，二次波及三次波出现的区域，用标记点标注在仪器荧光屏上。把荧光屏上经常出现的几何反射信号的区域称之为非观察区，而把缺陷信号经常出现的区域称之为观察区。最后对经常出现的缺陷反射信号进行识别，如根部未焊透经常出现在一次波前附近区域。
权利要求1.一种小口径管线超声检测探头，它包括探头主体、接头、压电晶片和线聚焦透镜，其特征是探头主体是呈长方体结构的楔块，探头主体下端面是弧度为Φ70-Φ89 mm的圆弧面，探头主体后端面与接头固定连接；探头主体内部固定有压电晶片和线聚焦透镜，压电晶片与探头主体前端面相距4mm至5mm，压电晶片与水平方向的折射角度为68°至72° ；线聚焦透镜与压电晶片声匹配耦合。
2.根据权利要求1中所述的一种小口径管线超声检测探头，其特征是所述的压电晶片与水平方向折射角度最佳值为70°，k=2.75。
3.根据权利要求1中所述的一种小口径管线超声检测探头，其特征是所述的压电晶片尺寸为6X6mm，压电晶片距探头主体前端面5mm。
4.根据权利要求1中所述的一种小口径管线超声检测探头，其特征是所述的探头频率选用5MHZ。
专利摘要本实用新型属于一种超声波检测探头，特别是一种小口径管线超声检测探头，它包括探头主体、接头、压电晶片和线聚焦透镜，其特征是探头主体是呈长方体结构的楔块，探头主体下端面是弧度为φ70-φ89mm的圆弧面，探头主体后端面与接头固定连接；探头主体内部固定有压电晶片和线聚焦透镜，压电晶片与探头主体前端面相距4mm至5mm，压电晶片与水平方向的折射角度为68°至72°。该口径管线超声检测探头采用较高的探头频率和较大的压电晶片尺寸，同时优化选用探头角度和采用线聚焦技术，实现了对小口径管线的超声波检测。
文档编号G01N29/24GK202013338SQ201120070920
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者吕伟, 徐东, 梁谦言 申请人:西安长庆科技工程有限责任公司