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原文传递一种可发射多频信号的超声探头及其制作工艺

专利名称：	一种可发射多频信号的超声探头及其制作工艺
摘要：	本发明公开了一种可发射多频信号的超声探头及其制作工艺。本发明的超声探头，其包含压电晶片组合体；所述的压电晶片组合体包含高频晶片、中频晶片和低频晶片，从上到下依次叠加，且相邻晶片之间用滤波层隔离；位于低频晶片和中频晶片之间的第一滤波层与中频晶片的外侧面包覆一低频匹配层，位于中频晶片和高频晶片之间的第二滤波层与高频晶片的外侧面包覆一中频匹配层，中频匹配层和高频晶片的上表面覆盖一高频匹配层。本发明只需要通过一次扫查，即可实现对具有高衰减特性和大深度范围的盆式绝缘子的全深度覆盖检测，具有高效率特征；同时，高频晶片还可以接收低频晶片所产生的谐波信号，从而保障深度较大区域的缺陷分辨率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州意能电力技术有限公司
发明人：	赵洲峰;徐胜;吴一峰;孙庆峰;张杰;张俊;熊建国;罗宏建;乔亚霞;张浩;梅简;印卫佳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910431192.4
公开号：	CN110261486A
代理机构：	浙江翔隆专利事务所(普通合伙)
代理人：	张建青
分类号：	G01N29/11(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	310012 浙江省杭州市西湖区文三路253号9楼902室
主权项：	1.一种可发射多频信号的超声探头，其特征在于，包含压电晶片组合体；所述的压电晶片组合体包含高频晶片(7)、中频晶片(6)和低频晶片(1)，从上到下依次叠加，且相邻晶片之间用滤波层隔离；位于低频晶片(1)和中频晶片(6)之间的第一滤波层(5)与中频晶片(6)的外侧面包覆一低频匹配层(2)，位于中频晶片(6)和高频晶片(7)之间的第二滤波层(8)与高频晶片(7)的外侧面包覆一中频匹配层(3)，中频匹配层(3)和高频晶片(7)的上表面覆盖一高频匹配层(4)；所述第一滤波层(5)厚度为低频匹配层(2)厚度与中频晶片(6)厚度之差，所述第二滤波层(8)厚度为中频匹配层(3)厚度与高频晶片(7)厚度之差，所述高频匹配层(4)的长宽尺寸与低频晶片(1)相等。 2.根据权利要求1所述的一种可发射多频信号的超声探头，其特征在于，所述第一滤波层(5)的长宽尺寸与中频晶片(6)相等，所述第二滤波层(8)的长宽尺寸与高频晶片(7)相等。 3.根据权利要求1或2所述的一种可发射多频信号的超声探头，其特征在于，所述的压电晶片组合体上固定安装外壳(10)和透声楔块(11)，外壳(10)上装有三个线缆接头(9)，分别用引线连接三个晶片的正负极。 4.权利要求1-3任一项所述超声探头的制作工艺，其特征在于，包括步骤： 1)将低频晶片粘接于托台之上，然后将第一方形塑料模具粘接在低频晶片之上，第一方形塑料模具的内腔面积与中频晶片面积相等，内腔高度略高于第一滤波层对应的高度； 2)将含有第二相高密度导电颗粒的环氧树脂和固化剂倾倒在第一方形塑料模具腔内，高温固化之后去除第一方形塑料模具，形成低频晶片与中频晶片之间的第一滤波层，然后研磨第一滤波层至指定高度； 3)将中频晶片及其电极引线粘接在所述第一滤波层之上，然后将内腔面积与低频晶片面积相等的第二方形塑料模具套住低频晶片，第二方形塑料模具的高度略高于中频晶片上表面； 4)将含有第二相低密度非导电颗粒的环氧树脂和固化剂倾倒在第二方形塑料模具腔内，高温固化之后除去第二方形塑料模具，然后研磨直至露出中频晶片上表面，完成低频匹配层的制作； 5)按照上述相同的方法，完成中频晶片与高频晶片之间的第二滤波层、中频匹配层的制备以及高频晶片及其匹配层的组装； 6)最后将组装完成的压电晶片组合体从托台上取下，安装外壳、线缆接头和透声楔块。 5.根据权利要求4所述超声探头的制作工艺，其特征在于，所述的外壳与压电晶片组合体之间采用纯环氧树脂固定。 6.根据权利要求4所述超声探头的制作工艺，其特征在于，所述的晶片厚度，根据被检对象的声衰减系数以及所选晶片材料的频率常数共同计算获得。 7.根据权利要求4所述超声探头的制作工艺，其特征在于，所述的匹配层成分和厚度，根据匹配层的被检对象的声阻抗，以及所选晶片材料的声阻抗共同计算获得。 8.根据权利要求4所述超声探头的制作工艺，其特征在于，所述滤波层的成分，以实现晶片所发射的超声被滤除或降低20dB为标准进行设计。 9.根据权利要求4所述超声探头的制作工艺，其特征在于，所述的第二相高密度导电颗粒，包括但不限于金属粉末，颗粒直径根据所设计晶片的频率及其衰减系数进行计算；所述的第二相低密度非导电颗粒，包括但不限于陶瓷粉末，颗粒直径根据晶片的声阻抗进行计算。 10.根据权利要求4所述超声探头的制作工艺，其特征在于，根据被检工件表面的曲率，配备相应曲率的透声楔块。
所属类别：	发明专利