专利名称：小径管焊接接头超声探伤用探头的制作方法
技术领域：
本实用新型是金属焊接超声探伤用的传感器，涉及超声探伤仪的配套件，属机电仪表器件。
目前，对于小径管焊接接头(焊缝)超声探伤用的探头，多为单晶片结构，只有英国MK6型超声探伤仪所配用的探头为双平晶片，但它不具有内倾角。单晶片探头的缺点是始脉冲近区杂波占宽大，反射杂波较多，以致于很难识别壁厚小于4mm管的焊缝中缺陷的波形。双平晶片无内倾角探头的探伤灵敏度低。
本实用新型可用于φ(32～89)mm、壁厚(3.5～12)mm的小径管焊接接头探伤。
本实用新型的目的是提供一种小径管焊接接头超声探伤用的具有适用范围宽、高灵敏度和高分辨力的探头。
本实用新型的技术方案是由晶片(11)、透声楔(12)、吸收胶体(13)、外壳(14)和引线(15)所构成，其结构的特征在于它具有两个平晶片(111)(112)，分别贴在与隔声层(16)两侧对称的两块透声楔(121)(122)的斜面(121-A)(122-B)上，此斜面与隔声层(16)分别具有小于11°的内倾角θ，此内倾角θ就是平晶片与隔声层夹角的余角，内倾角θ在4°～10°为优选范围。此二斜面(121-A)(122-B)与透声楔(12)底平面(123)有对称的入射角α，也就是两平晶片的入射角α，此入射角的大小是由透声楔的材料确定的。两个平晶片的面积不等，大晶片(111)面积为F1，小晶片(112)的面积为F2，其比例关系为F1/F2=(1.3～1.6)/1。
本实用新型的优点即有益效果1．始脉冲近区杂波占宽为零，对于壁厚3.5mm管的焊缝(18)的根部(181)缺陷的波形极易分辨，使探头的适用范围由已有技术的壁厚4mm扩大到3.5mm。
2．利用双晶片内倾角所形成的声束菱形区中心发现焊缝(18)的层间(182)缺陷，具有灵敏度高和分辨力强的的优点。
3．由于两晶片面积不等，以小面积晶片作为接收晶片，使反射杂波大为减少，探头的分辨力增强。
图1．小径管焊接接头超声探伤用探头原理结构图。
图中11…………晶片111…………大晶片112…………小晶片12…………透声楔13…………吸声胶体14…………外壳141…………外壳底面15…………引线16…………隔声层121、122…………透声楔121-A、121-B…………斜面123…………透声楔底平面17…………插接件18……………焊缝181…………焊缝的根部182…………焊缝的层间R…………被测管的外半径T…………被测管壁厚θ…………内倾角α…………入射角β…………折射角以下用实施例对本实用新型作进一步说明实施例1．一种小径管焊接接头超声探伤用探头，其晶片(11)用压电陶瓷常规磨制而成。大晶片(111)的面积为35mm2，小晶片(112)的面积为22mm2，分别贴在与隔声层(16)两侧对称的两块透声楔(121,122)的斜面(121-A,121-B)上。此二斜面分别具有内倾角θ=5.5°、4°，具有入射角α=39°，隔声层用厚为1mm的软木片制成。透声楔(121、122)是用有机玻璃制成。两晶片的引线(15)用两根并列绝缘导线在探头本体一端直接固定引出，引出处设在外壳(14)宽×厚的侧面，由吸声胶体(13)固定引出。这样引出，相对于用插座引出减少电气接触不良的影响。引线(15)的另一端设有与主机相配合的插接件(17)。外壳(14)的底面(141)做成曲率半径R为30mm的曲面，为检测外径为φ60×8管的焊接接头使用。外壳总厚度为19mm。
实施例2．一种小径管焊接接头超声探伤用探头，其晶片(11)用压电陶瓷常规磨制而成。大晶片(111)的面积为40.5mm2，小晶片(112)的面积为30mm2，分别贴在与隔声层(16)两侧对称的两块透声楔(121,122)的斜面(121-A,121-B)上。此二斜面分别具有内倾角θ=8.5°、6°，具有入射角α=42°，隔声层用厚为1mm的软木片制成。透声楔(121、122)是用聚矾材料制成。引线(15)设计与实施例1完全相同。外壳(14)的底面(141)做成曲率半径R为25mm的曲面，为检测外径为φ50×5管的焊接接头使用。外壳总厚度为14mm。
实施例3．一种小径管焊接接头超声探伤用探头，其晶片(11)用压电陶瓷常规磨制而成。大晶片(111)的面积为36mm2，小晶片(112)的面积为30mm2，分别贴在与隔声层(16)两侧对称的两块透声楔(121,122)的斜面(121-A,121-B)上。此二斜面分别具有内倾角θ=9.5°、10°，具有入射角α=50°，隔声层用厚为1mm的软木片制成。透声楔(121、122)是用ABS材料制成。引线(15)设计与实施例1完全相同。外壳(14)的底面(141)做成曲率半径R为20mm的曲面，为检测外径为φ42×4管的焊接接头使用。外壳总厚度为12mm。
权利要求1，小径管焊接接头超声探伤用探头，它至少由外壳、透声楔、晶片、引线、吸收胶体所构成，其特征在于它是具有两个平晶片分别贴在与隔声层对称的两块透声楔的斜面上，此二斜面与隔声层具有对称的、小于11°的内倾角θ，与透声楔底平面有对称的由透声材料确定的入射角α；两个平晶片的面积不等；两晶片的引线一端从外壳宽×厚的侧面直接固定引出，另一端设有与主机相配合的插接件；外壳底面与被测管外径有相同曲率半径。
2，如权利要求1所述的小径管焊接接头超声探伤用探头，其特征在于两个平晶片与隔声层所具有的内倾角θ是指平晶片与隔声层夹角的余角，在4°～10°为优选范围。
3，如权利要求1所述的小径管焊接接头超声探伤用探头，其特征在于两个平晶片与透声楔底平面所夹的角为入射角α=38°～51°。
4，如权利要求1所述的小径管焊接接头超声探伤用探头，其特征在于大晶片的面积F1与小晶片的面积F2的比例关系是F1/F2=(1.3～1.6)/1。
5，如权利要求1或2或3或4所述的小径管焊接接头超声探伤用探头，其特征在于其外壳的厚度小于20mm，外壳的侧面有防滑槽。
专利摘要小径管焊接接头超声探伤用探头,它具有两个面积不等的平晶片,贴在隔声层两侧的透声楔的斜面上,两平晶片对隔声层有对称的内倾角。该探头适用范围宽,可用于Φ(32～89)mm、壁厚(3.5～12)mm的小径管焊接接接头的探伤,具有灵敏度高、分辨力强的优点。
文档编号G01N29/24GK2341148SQ97249428
公开日1999年9月29日 申请日期1997年11月17日 优先权日1997年11月17日
发明者魏仲远 申请人:北京电力科学研究院