專利名稱：一種小直徑薄壁鋼管探傷用超聲波線聚焦探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無損檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種小直徑薄壁鋼管探傷用超聲波線聚焦探頭。
背景技術(shù)：
在航空領(lǐng)域中，對(duì)小直徑薄壁無縫鋼管進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)時(shí)，其檢驗(yàn)要求按《航空用小直徑薄壁無縫鋼管超聲波檢驗(yàn)說明書》(HB/Z 75-83)，以下簡稱《航檢說明書》?！逗綑z說明書》中對(duì)探傷系統(tǒng)的要求1、采用工作頻率為5 10兆赫的液浸點(diǎn)聚焦探頭，為在管壁內(nèi)產(chǎn)生較純的橫波，回波下降3分貝處的波束寬度不應(yīng)大于管壁的二分之一 ；2、須用人工傷標(biāo)準(zhǔn)樣管對(duì)探傷系統(tǒng)的工作靈敏度進(jìn)行調(diào)整和效驗(yàn)，應(yīng)將內(nèi)、外傷信號(hào)幅度調(diào)到顯示屏滿刻度(或飽和值)50% 80%以上，內(nèi)、外傷的波高應(yīng)盡可能一致，差值應(yīng)不大于2分貝， 并以較低的信號(hào)為準(zhǔn)取作報(bào)警靈敏度。但在實(shí)際檢測(cè)中，多用液浸線聚焦探頭而不是液浸點(diǎn)聚焦探頭進(jìn)行超聲波檢測(cè)， 目前市場上的5 10兆赫的液浸線聚焦探頭，在對(duì)探傷系統(tǒng)的靈敏度進(jìn)行調(diào)試時(shí)，針對(duì) Φ8Χ1、Φ 10X1鋼管不能滿足《航檢說明書》中“須用人工傷標(biāo)準(zhǔn)樣管對(duì)探傷系統(tǒng)的工作靈敏度進(jìn)行調(diào)整和效驗(yàn)，內(nèi)、外傷的波高應(yīng)盡可能一致，差值應(yīng)不大于2分貝”的要求?，F(xiàn)有的超聲波線聚焦探頭在制作時(shí)，只考慮探頭的頻率與焦距等常規(guī)因素，沒有考慮到小直徑薄壁管探傷的特殊要求，導(dǎo)致不能滿足《航檢說明書》的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作方法，該探頭能夠滿足《航檢說明書》的要求。其制作參數(shù)如下超聲波線聚焦探頭關(guān)鍵部位為聲透鏡、壓電晶片及阻尼塊，其中壓電晶片的材料為鈮酸鈉鋰，聲透鏡材料為有機(jī)玻璃，阻尼塊的材料為聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、鎢粉、聚乙烯二氨的混合物；其中壓電晶片諧振頻率為10MHz，壓電晶片尺寸為Φ6πιπι;聲透鏡曲率R = 9mm,聲透鏡中心厚度d = 0. 5mm ；阻尼塊混合方法為將聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、鎢粉、聚乙烯二氨按照10 20 40 1的比例邊加熱邊混合均勻。超聲波線聚焦探頭的具體制作步驟包括(1)將接火線和接地線分別焊接于壓電晶片相對(duì)的兩面上；(2)用環(huán)氧樹脂類膠將壓電晶片粘接到聲透鏡的中心位置；(3)將壓電晶片的接地線焊接在探頭的外殼內(nèi)部接地；(4)將粘接好壓電晶片的聲透鏡裝入探頭外殼內(nèi)，將混合好的液狀阻尼材料從外殼另一端進(jìn)行澆注，澆注深度約為1 2cm，放置1 2天使其徹底凝固形成阻尼塊；(5)將壓電晶片接火線引線焊接至接頭相應(yīng)位置，連接好接頭與外殼，制作完成。有益效果應(yīng)用本發(fā)明所制的探頭，對(duì)Φ8Χ 1和Φ IOX 1規(guī)格的小直徑薄壁無縫鋼管進(jìn)行超聲波檢測(cè)，能夠滿足《航檢說明書》的要求。


圖1是本發(fā)明所述的探頭結(jié)構(gòu)示意圖1為聲透鏡；2為壓電晶片；3為阻尼塊；4為外殼；5為接火線；6為接地線；7為接頭；
具體實(shí)施例方式1.小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭關(guān)鍵部位的材料及參數(shù)選擇線聚焦探頭的關(guān)鍵部位為聲透鏡、壓電晶片及阻尼塊，這些部位的材料及參數(shù)設(shè)置如下外殼可采用黃銅等導(dǎo)電良好的材料，結(jié)構(gòu)為普通探頭一樣；接頭援用標(biāo)準(zhǔn)UHF防水接頭。壓電晶片材料鈮酸鈉鋰壓電晶片諧振頻率10MHz壓電晶片尺寸Φ6ι πι聲透鏡材料有機(jī)玻璃聲透鏡曲率R = 9mm聲透鏡中心厚度d = 0. 5_阻尼塊配方將聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、鎢粉、聚乙烯二氨按照10 20 40 1的比例邊加熱邊混合均勻。2.小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作步驟(1)焊接壓電晶片引線用電烙鐵將接火線和接地線分別焊接于壓電晶片相對(duì)的兩面上，焊點(diǎn)要盡量小且圓滑。(2)將壓電晶片粘接到聲透鏡上將環(huán)氧樹脂類AB膠混合好涂抹在聲透鏡的中心位置，用鑷子將壓電晶片小心地放置在膠水上，輕壓并移動(dòng)，使壓電晶片中心與聲透鏡中心盡量重合，放置一段時(shí)間待其粘牢。(3)焊接地線用電烙鐵將壓電晶片的接地線焊接在探頭的外殼內(nèi)部。(4)澆注阻尼塊將粘接好壓電晶片的聲透鏡裝入探頭外殼內(nèi)，將混合好的液狀阻尼材料從外殼另一端澆注(壓電晶片的接火線引線要引出，待后面與接頭焊接)，阻尼塊的深度約為1 2cm，放置1 2天待阻尼塊徹底凝固。(5)焊接火線，完成制作將壓電晶片接火線引線焊接至接頭相應(yīng)位置，連接好接頭與外殼，制作完成。(6)探頭測(cè)試用制作好的探頭按照《航檢說明書》對(duì)Φ8Χ1、Φ 10Xl標(biāo)準(zhǔn)樣管進(jìn)行調(diào)試，可通過砂紙輕微修磨聲透鏡的方法來改善接收聲波的波形，探傷儀顯示的內(nèi)、外傷波形清晰、波高差值不大于2dB時(shí)為探頭合格。 采用本發(fā)明所制作的探頭，對(duì)Φ8Χ1、Φ10Χ1樣管調(diào)試時(shí)，其內(nèi)、外傷波高差值在2dB以內(nèi)，滿足《航檢說明書》的要求。
權(quán)利要求
1.一種小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作方法，包括超聲波線聚焦探頭關(guān)鍵部位材料及參數(shù)的選擇和具體制作方法，其特征在于超聲波線聚焦探頭關(guān)鍵部位為聲透鏡、壓電晶片及阻尼塊，其中壓電晶片的材料為鈮酸鈉鋰，聲透鏡材料為有機(jī)玻璃， 阻尼塊的材料為聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、鎢粉、聚乙烯二氨的混合物；超聲波線聚焦探頭的具體制作步驟包括(1)將接火線和接地線分別焊接于壓電晶片相對(duì)的兩面上；(2)用環(huán)氧樹脂類膠將壓電晶片粘接到聲透鏡的中心位置；(3)將壓電晶片的接地線焊接在探頭的外殼內(nèi)部接地；(4)將粘接好壓電晶片的聲透鏡裝入探頭外殼內(nèi)，將混合好的液狀阻尼材料從外殼另一端進(jìn)行澆注，澆注深度約為1 2cm，放置1 2天使其徹底凝固形成阻尼塊；(5)將壓電晶片接火線引線焊接至接頭相應(yīng)位置，連接好接頭與外殼，制作完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作方法，其特征在于壓電晶片諧振頻率為10MHz，壓電晶片尺寸為Φ6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作方法，其特征在于聲透鏡曲率R = 9mm，聲透鏡中心厚度d = 0. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作方法，其特征在于阻尼塊混合方法為將聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、鎢粉、聚乙烯二氨按照 10 20 40 1的比例邊加熱邊混合均勻。
全文摘要
一種小直徑薄壁鋼管探傷用的超聲波線聚焦探頭的制作方法，包括超聲波線聚焦探頭關(guān)鍵部位材料及參數(shù)的選擇和具體制作方法，其特征在于超聲波線聚焦探頭關(guān)鍵部位為聲透鏡、壓電晶片及阻尼塊，其中壓電晶片的材料為鈮酸鈉鋰，聲透鏡材料為有機(jī)玻璃，阻尼塊的材料為聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、鎢粉、聚乙烯二氨的混合物；超聲波線聚焦探頭的具體制作步驟包括焊接壓電晶片引線，將壓電晶片粘接到聲透鏡上，焊接地線，澆注阻尼塊，焊接火線，完成制作。
文檔編號(hào)G01N29/24GK102565197SQ20101058617
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者徐永明, 程星國 申請(qǐng)人:貴州黎陽航空動(dòng)力有限公司