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一種用于物探測量的點觸式聲波探頭的制作方法

時間:2023-06-15    作者: 管理員

一種用于物探測量的點觸式聲波探頭的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于物探測量的點觸式聲波探頭,包括上下設置的上質量塊和下質量塊,上質量塊的側面凸出設置有用于與被測物體接觸的錐體,上質量塊和下質量塊之間設置有依次由四個壓電陶瓷片與三個電極片相間組成的兩個晶振組,電極片上連接有正極引線和負極引線,壓電陶瓷片、電極片、上質量塊和下質量塊之間的接觸面涂有用于耦合的硅油,在上質量塊和下質量塊之間、位于兩個晶振組外側設置有防電磁干擾的一圈金屬片,在上質量塊、下質量塊、晶振組和金屬片之間的空隙澆注有單組份硅膠。本發明解決不使用耦合劑也能進行聲波測試的問題,將面接觸改為點接觸,提高測試精度,擴大聲波測試的范圍。對無水的鉆孔段進行點觸式聲波測試;也可對具有較大平面的固體介質進行點觸式聲波測試。
【專利說明】一種用于物探測量的點觸式聲波探頭

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聲波探頭,尤其是一種用于物探測量的點觸式聲波測試探頭。

【背景技術】
[0002]聲波探頭是實現聲電轉換的裝置。既能發射聲波信號又能接收聲波信號。
[0003]聲波探頭從結構上分為:直探頭、斜探頭、雙探頭、表面波探頭、聚焦探頭、沖水探頭、水浸探頭、空氣傳導探頭以及其它專用探頭等。
[0004]使用聲波探頭對固體介質聲波速度測試時,聲波探頭與被測固體介質是面接觸,接觸面需要加耦合劑,常用的耦合劑有水、機油、甘油、水玻璃、膠水、化學漿糊等。


【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是,提供一種應用于固體介質聲波速度測試的用于物探測量的點觸式聲波探頭。
[0006]為了解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是:一種用于物探測量的點觸式聲波探頭,包括上下設置的上質量塊和下質量塊,上質量塊的側面凸出設置有用于與被測物體接觸的錐體,上質量塊和下質量塊之間設置有依次由四個壓電陶瓷片與三個電極片相間組成的兩個晶振組,電極片上連接有正極引線和負極引線,壓電陶瓷片、電極片、上質量塊和下質量塊之間的接觸面涂有用于耦合的硅油,在上質量塊和下質量塊之間、位于兩個晶振組外側設置有防電磁干擾的一圈金屬片,在上質量塊、下質量塊、晶振組和金屬片之間的空隙澆注有單組份硅膠。
[0007]所述錐體為圓錐體,其錐角為30-60°。
[0008]所述錐體的尖端部位鑲嵌有硬質合金。
[0009]所述錐角為45°。
[0010]所述上質量塊設置有貫通螺孔,下質量塊設置有螺孔,通過螺栓依次穿過上質量塊的貫通螺孔、四個壓電陶瓷片與三個電極片,擰入下質量塊的螺孔,使上質量塊和下質量塊緊固在一起,在與壓電陶瓷片和電極片對應部位的螺栓上套有硅膠管。
[0011]為了對晶振組產生更大的反射能量,所述下質量塊的質量遠大于上質量塊。
[0012]所述上質量塊和下質量塊為圓柱體。
[0013]本發明的有益效果是:解決不使用耦合劑也能進行聲波測試的問題,由于將面接觸改為點接觸,能提高測試精度。擴大聲波測試的應用范圍。可以對無水的鉆孔段進行點觸式聲波測試;也可以對具有較大平面的固體介質進行點觸式聲波測試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的用于物探測量的點觸式聲波探頭的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明:
[0016]如圖1所示,本發明的用于物探測量的點觸式聲波探頭,包括上下設置的上質量塊3和下質量塊8,上質量塊3的側面凸出設置有用于與被測物體接觸的錐體1,上質量塊3和下質量塊8之間設置有依次由四個壓電陶瓷片4與三個電極片11相間組成的兩個晶振組,電極片11上連接有正極引線7和負極引線9,壓電陶瓷片4、電極片11、上質量塊3和下質量塊8之間的接觸面涂有用于耦合的硅油,在上質量塊3和下質量塊8之間、位于兩個晶振組外側設置有防電磁干擾的一圈金屬片6,在上質量塊3、下質量塊8、晶振組和金屬片6之間的空隙澆注有單組份硅膠10。
[0017]所述錐體I為圓錐體,其錐角為30-60°,優選錐角為45°。所述錐體的尖端部位鑲嵌有硬質合金。
[0018]本實施例中,所述上質量塊3設置有貫通螺孔,下質量塊8設置有螺孔,通過螺栓2依次穿過上質量塊3的貫通螺孔、四個壓電陶瓷片4與三個電極片10擰入下質量塊8的螺孔,使上質量塊3和下質量塊8緊固在一起,在與壓電陶瓷片4和電極片11接觸部位的螺栓2上套有硅膠管5。為了對晶振組產生更大的反射能量,所述下質量塊8的質量遠大于上質量塊3。所述上質量塊3和下質量塊8為圓柱體。
[0019]具體地說,本發明的用于物探測量的點觸式聲波探頭,用于固體介質聲波速度測試。由一個90度的圓錐體的尖端作為點觸體,與被測固體介質接觸,靠點接觸傳遞聲波,不需耦合劑。在圓錐體的尖端部位鑲嵌有耐磨高硬度合金。當用于鉆孔聲波測試時,點觸體與孔壁要有一定的接觸力,同時在接觸力的作用下點觸體移動測點時還要與孔壁有滑動摩擦,所以鑲嵌高硬度耐磨合金,以增長使用壽命。兩個圓柱狀質量塊,其中一個圓柱質量塊側面與頂角為90度的圓錐體連接為一體;兩個圓柱狀質量塊之間有4個壓電陶瓷片,組成兩個晶振組,以增強激振能量。壓電陶瓷片之間有銅片電極。用螺栓將兩個圓柱狀質量塊、兩個晶振組和三個電極片緊固在一起。點觸體I與上質量塊3為一體,構成對被測固體的振動源。壓電陶瓷片4組成兩個晶振組,下質量塊8的質量遠大于上質量塊3,作用是對晶振組產生更大的反射能量。壓電陶瓷片、電極片、兩個質量塊之間的接觸面有硅油耦合。硅膠管5起絕緣作用。單組份硅膠10起到絕緣和防水作用。金屬片6是為了防止干擾而設置。
[0020]組裝時,依次將硅膠管5、四個壓電陶瓷片4與三個電極片10相間、上質量塊3,分別套入螺栓2 ;之后螺栓2與下質量塊8緊固;以上每一步的結合面都涂有硅油耦合;負極引線9與中間電極片焊接,并與下質量塊8導電連接,正極引線7分別與另外兩電極片焊接,并導線引出。下質量塊8與金屬片6的接觸部位開有一能使導線引出的槽。負極引線9、正極引線7,在質量塊8的開槽處引出。單組份硅膠10由開槽處注入。
[0021]在鉆孔中測試時(發射或者接收),要使探頭體的軸向(需要定向裝置)與鉆孔的軸向一致;對具有較大平面的固體介質進行測試時,要使探頭體的軸向與固體介質的平面平行。同時點觸體與被測固體要有一定的接觸力。
[0022]綜上所述,本發明的內容并不局限在上述的實施例中,相同領域內的有識之士可以在本發明的技術指導思想之內可以輕易提出其他的實施例,但這種實施例都包括在本發明的范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于物探測量的點觸式聲波探頭,其特征在于,包括上下設置的上質量塊(3)和下質量塊(8),上質量塊(3)的側面凸出設置有用于與被測物體接觸的錐體(1),上質量塊(3)和下質量塊(8)之間設置有依次由四個壓電陶瓷片(4)與三個電極片(11)相間組成的兩個晶振組,電極片(11)上連接有正極引線和負極引線,壓電陶瓷片(4)、電極片(11)、上質量塊(3)和下質量塊(8)之間的接觸面涂有用于耦合的硅油,在上質量塊(3)和下質量塊(8)之間、位于兩個晶振組外側設置有防電磁干擾的一圈金屬片¢),在上質量塊(3)、下質量塊(8)、晶振組和金屬片(6)之間的空隙澆注有單組份硅膠(10)。
2.根據權利要求1所述的用于物探測量的點觸式聲波探頭,其特征在于,所述錐體(I)為圓錐體,其錐角為30-60°。
3.根據權利要求1所述的用于物探測量的點觸式聲波探頭,其特征在于,所述錐體的尖端部位鑲嵌有硬質合金。
4.根據權利要求2所述的用于物探測量的點觸式聲波探頭,其特征在于,所述錐角為45。。
5.根據權利要求1所述的用于物探測量的點觸式聲波探頭,其特征在于,所述上質量塊(3)設置有貫通螺孔,下質量塊(8)設置有螺孔,通過螺栓(2)依次穿過上質量塊(3)的貫通螺孔、四個壓電陶瓷片(4)與三個電極片(10),擰入下質量塊(8)的螺孔,使上質量塊(3)和下質量塊(8)緊固在一起,在與壓電陶瓷片(4)和電極片(11)對應部位的螺栓(2)上套有娃膠管(5)。
6.根據權利要求1所述的用于物探測量的點觸式聲波探頭,其特征在于,為了對晶振組產生更大的反射能量,所述下質量塊(8)的質量遠大于上質量塊(3)。
7.根據權利要求1-6任一項所述的用于物探測量的點觸式聲波探頭,其特征在于,所述上質量塊(3)和下質量塊(8)為圓柱體。
【文檔編號】G01H11/08GK104133001SQ201410421510
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】艾寶利, 劉善軍, 韓連發, 王世學, 常偉, 趙黨軍, 李澤, 林柏余, 周劍, 宋克民 申請人:中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司

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