用于超声检查的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本文中公开的主题涉及超声检查，且在某些实施例中，涉及用于执行目标的超声 检查的装置。
【背景技术】
[0002] 超声测试采用探头装置来检测在目标的目视检查期间不容易明白的异常。该探头 装置可包括一个或更多个换能器，该换能器响应于刺激（例如，电波形脉冲）将超声波生成 到目标中。该刺激对换能器赋能，换能器又以剪切波和/或压缩波的形式发射声波。探头 装置通常包括一片材料，或者"楔"，其覆盖换能器元件。该楔作用为屏障，以相对于损坏保 护换能器，且作用为介质来将声波从换能器传导至目标表面。
[0003] 换能器的数量可决定探头装置的操作。例如，利用单个换能器的探头装置，可沿单 个固定的方向发射声波。另一方面，配置多个换能器的探头装置可实现相控阵超声波。这 些类型的探头装置可动态地改变从换能器发射的声波的方向和焦点。
[0004] 目标的检查可能需要使用特定形式的声波来检测某些类型的异常。例如，压缩波 可用于检测在目标的材料的内侧发现的容积裂隙（例如，空隙、内含物等）。剪切波可有助 于识别在目标的外表面上生长的裂缝（例如，横向裂缝）和缺口（例如，纵向缺口）。在其 他示例中，"准"表面波和/或具有高转向角（例如大约70°或更大）的波可用于检测内部 裂缝。
[0005] 所有三种类型的异常都可发生在中空目标（例如，管道、管、轴等）中。遗憾的是， 不管是具有单个换能器的探头装置还是具有多个换能器的探头装置都不可生成剪切波和 压缩波以及适应中空目标的几何形状。其结果，中空目标的超声测试通常利用多于一个的 探头装置，且更可能利用与彼此不同的至少三个探头装置。在一些实例中，检查可要求至少 五个不同的探头装置，以沿横向裂缝和纵向缺口的适当检测方向（例如，向前、向后、顺时 针、和逆时针）生成波。
[0006] 以上论述仅用于一般背景信息而提供，且不意图用作确定要求保护的主题的范围 的辅助。
【发明内容】
[0007] 本公开描述了一种探头装置的实施例，其可替换如今要求来检测中空目标中的容 积裂隙和纵向缺口的多个探头。这些实施例可作为剪切波和压缩波二者来生成声波。而且， 以下探头装置的构造可跨过适于中空目标中的潜在异常的位置的角度范围来引导声波。
[0008] 在一个实施例中，本公开描述的一种超声探头，其包括基础构件和配置在该基础 构件上的换能器组件。该换能器组件包括第一换能器阵列和第二换能器阵列，它们存在于 基础构件的中央平面的任一侧上。该超声探头还包括楔构件，该楔构件在适当的位置与该 基础构件联接，以接收来自第一换能器阵列和第二换能器阵列的声波。在一个示例中，楔构 件具有带非线性轮廓的外表面。
[0009] 本公开还在一个实施例中描述了一种探头，该探头包括基础构件，该基础构件具 有第一表面和中央平面。探头还包括第一换能器元件，其在第一表面上配置在中央平面附 近且相对于与第一表面相切且与中央平面垂直的平面以第一换能器角度配置。探头还包括 第二换能器元件，其与第一换能器相邻且在第一表面上相对于该平面以第二换能器角度配 置且垂直于该中央平面。在一个示例中，第一换能器角度与第二换能器角度不同。
[0010] 本公开还在一个实施例中公开了一种系统，该系统包括探头装置，该探头装置包 括具有中央平面的基础构件、在该中央平面的第一侧上配置在该基础构件上的第一换能器 阵列、以及在该中央平面的第二侧上配置在该基础构件上的第二换能器阵列。该探头装置 还包括楔构件，该楔构件在适当的位置安装至该基础构件，以接收来自第一换能器阵列和 第二换能器阵列的声波。该系统还包括测试仪器，该测试仪器适于交换信号，该信号对该第 一换能器阵列和该第二换能器阵列赋能以生成声波。在一个示例中，第一换能器阵列、第二 换能器阵列、和楔构件的外表面具有带非线性形状的轮廓。
[0011] 本
【发明内容】
仅意图提供根据一个或更多个例示性实施例的在本文中公开的主题 的简短综述，且不用作指导以解释权利要求或限定或限制本发明范围，本发明的范围仅由 所附权利要求限定。提供本
【发明内容】
以以简化的形式介绍以下在详细说明中进一步描述的 构思的例示之选择。本
【发明内容】
既不意图确定要求保护的主题的关键特征或本质特征，也 不意图用作确定本要求保护的主题的范围的辅助。要求保护的主体不限于解决在【背景技术】 中提到的任意或全部缺点的实现方式。
【附图说明】
[0012] 为了使本发明的特征的方式可被理解，可通过参照某些实施例来进行本发明的详 细描述，这些实施例中的一些在附图中例示出。然而，要注意的是，附图仅例示本发明的某 些实施例，且因此不应认为是限制其范围，因为本发明的范围涵盖其他等同有效的实施例。 附图不一定符合比例，重点在于例示本发明的某些实施例的特征。在附图中，贯穿各种附 图，类似的参考标号用于指示类似的零件。因此，为了进一步理解本发明，可对与附图结合 地阅读的以下详细说明进行参考，在附图中： FIG.图1示出了可生成压缩波和剪切波以询问目标的探头装置的示范实施例的立体 图； 图2作为检查系统的一部分示出了图1的探头装置； 图3示出了图1的探头装置的侧立视图； 图4示出了在适当的位置以询问目标的图1的探头装置的侧立视图； 图5示出了可生成压缩波和剪切波以询问目标的探头装置的另一示范实施例的侧立 视图； 图6示出了图5的探头装置的详细视图以例示换能器元件的一个构造； 图7示出了图5的探头装置的俯视图；且 图8示出了用于用在探头装置，例如图1、2、3、4、5、6和7中的探头装置上的楔构件的 实例的立体图。
【具体实施方式】
[0013] 图1示出了可生成声波以执行非破坏性测试的探头装置100的示范实施例的立体 图。探头装置100在适当的位置以检查目标102。目标102的实例包括具有在形状上大体 上是圆柱形的特征的物品，例如，存在于管、管道、轴等上，尽管本公开构想了探头装置的检 查具有任何具体形状的物品的用途。探头装置100具有主体构件101和换能器组件106， 换能器组件106具有大体上以虚线示出的一个或更多个换能器阵列（例如，第一换能器阵 列108和第二换能器阵列110)。探头装置100还包括楔构件112,其在适当的位置以将声 波从换能器阵列108、110传导至目标102。
[0014] 在操作期间，探头装置100的实施例可对换能器阵列108、110中的换能器赋能，以 检测并且/或者以识别在目标102中发现的异常。这些异常包括表面异常（例如，纵向缺 口）和内部异常（例如，容积裂隙）。实施例使用对探头装置100提供在宽角度范围上引 导声波的能力的换能器阵列108、110和楔构件112的几何形状。该范围允许利用单个探头 (例如，探头装置100)来进行通常要求常规设计的多个不同探头来径向地、顺时针地、和逆 时针地生成声波的目标检查。
[0015] 在图2中，探头装置100示为检查系统114的一部分，其具有测试仪器116,测试 仪器116具有界面118,该界面118具有显示器120和控制件122。测试仪器116例如通过 线缆124与探头装置100交换信号。这些信号可对换能器阵列108、110赋能，以发射声波。 探头装置100的实现使用这些声波来识别目标中的异常（例如，裂缝、空隙等）。
[0016] 图3和4示出了在图1的3, 4-3, 4线处截取的探头装置100的侧立视图。在图3 中，出于清楚目的而移除了目标102。楔构件112具有外表面126,该外表面126具有非平面 形状128。探头装置100具有中央平面130,该中央平面130将主体构件120和楔构件112 一分为二。换能器阵列108、110存在于任一侧上，且与中央平面130间隔开。换能器阵列 108