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原文传递一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头

专利名称：	一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头
摘要：	本实用新型涉及高温紧固螺栓超声检测技术领域，具体公开了一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头。该探头中在圆锥形探头楔块的圆锥面上布置有若干个相控阵探头晶片，每个相控阵探头晶片均通过晶片电缆相连接并汇总至集束同轴电缆组中，套在晶片电缆上的探头壳体安装在圆锥形探头楔块后端，并与集束同轴电缆组封装形成整体结构。该探头可以在螺栓中心孔内实现对中定位，探头声束入射进螺栓内形成固定角度横波声束，同时无需旋转螺栓或旋转探头，避免了机械旋转带来的晃动对超声检测信号干扰，只需通过电子控制探头晶片的激发时序，就可以对螺栓的螺纹孔区和光杆区实现全体积超声检测，同时电子扫描使检测效率大大提高。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	核动力运行研究所
发明人：	卢威;刘云;丁松
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201822148299.1
公开号：	CN209400483U
代理机构：	核工业专利中心
代理人：	李东斌
分类号：	G01N29/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	430223 湖北省武汉市东湖新技术开发区民族大道1021号
主权项：	1.一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：该探头包括圆锥形探头楔块(1)、相控阵探头晶片以及探头壳体(5)，其中，在圆锥形探头楔块(1)的圆锥面上布置有若干个相控阵探头晶片(2)，每个相控阵探头晶片(2)均通过晶片电缆(3)相连接并汇总至集束同轴电缆组(4)中，套在晶片电缆(3)上的探头壳体(5)安装在圆锥形探头楔块(1)后端，并与集束同轴电缆组(4)封装形成整体结构。 2.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的圆锥形探头楔块(1)的圆锥楔块角度θ可根据探头声束入射到紧固螺栓(7)中的角度横波要求确定，其中，检测时中心孔内冲入水作为耦合剂，根据超声波折射原来，利用公式以及公式θ＝α，可求解出圆锥楔块角度θ值，其中，C水为水介质声速；C螺为螺栓中声速；α为入射声束与中心孔内表面法线夹角；β为螺栓中折射声束与中心孔内表面法线夹角。 3.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的探头壳体(5)外壁后端安装有花瓣式对中定位支撑环(6)，用于实现相控阵探头在高温紧固螺栓中支撑和对中；所述的对中定位支撑环(6)为塑料材质。 4.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的相控阵探头晶片(2)上沿圆锥面上呈扇形均匀布置有16片以上的相控阵探头晶片(2)。 5.根据权利要求1或4所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的相控阵探头晶片(2)为梯形片状结构，其为复合晶片，频率为2～4MHz。 6.根据权利要求4所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的相控阵探头晶片(2)采用圆周线扫电子时序激发模式对探头晶片进行激发，一次至少激发4个相邻相控阵探头晶片(2)，次序激发相控阵探头晶片(2)的间隔为1。 7.根据权利要求2所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的相控阵探头声束入射到紧固螺栓(7)中的角度横波在35°～55°范围内选择。 8.根据权利要求6所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的电子时序次序激发相控阵探头晶片(2)并沿圆周方向循环，从而产生恒定角度的声束沿着圆周方向进行环形电子扫描。 9.根据权利要求1所述的一种用于高温紧固螺栓中心孔内侧超声检测的相控阵探头，其特征在于：所述的探头壳体(5)的圆柱形壳体直径D1比紧固螺栓D2中心孔直径小4～6mm，探头壳体(5)与紧固螺栓(7)间隙空间为耦合剂水的注入提供通道。
所属类别：	实用新型