本發明專利技術涉及一種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，主要針對傳統超聲波傳感器無法同時或者分時激勵橫波與縱波信號，且容易受到檢測人員操作或測試條件限制影響造成耦合層厚度不一致，測量誤差較大的問題，提出了一種采用同心圓環嵌套結構設計的能夠同時或分時激勵橫波與縱波信號的超聲波傳感器，傳感器內部還設置有磁鋼，可以方便吸附在任何鐵磁性被測零件上，簡化了操作，保證了耦合層厚度的穩定性，減小了測量誤差，可廣泛用于超聲波無損檢測應用領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，主要應用于超聲無損檢測領域。該裝置體積小巧，能夠同時或分時激勵超聲橫波與縱波且探頭自帶磁性吸附裝置，解決了超聲無損檢測中傳感器受測量人員手部抖動影響造成耦合層厚度不一致的問題，填補了ー種傳感器同時或分時激勵橫波與縱波兩種波形的技術空白，能夠滿足特殊條件下超聲無損檢測任務的應用。ニ
技術介紹
傳統的超聲波激發傳感器主要有兩大類，一種是以橫波波形作為激勵的橫波傳感器；ー種是以縱波波形作為激勵的縱波傳感器，兩者都得到廣泛應用。但是，在ー些特殊檢測條件下，需要超聲波傳感器能夠同時激勵或者分時激勵橫波波形與縱波波形，并且能夠同時接收或者分時接受橫波波形與縱波波形，傳統的単一波形超聲傳感器便無法適應此類 測量應用。除此以外，傳統的超聲波傳感器需要測量操作人員將傳感器表面與被測エ件表面緊密接觸，當測試時間過長或測試條件有所限制，操作人員很難保證傳感器穩固的與被測エ件緊密貼合。由于技術人員手部晃動帶來的耦合層厚度不一致很容易造成測量結果具有很大誤差，甚至產生測量錯誤。目前，我國關于橫波、縱波同時或分時激勵的超聲波傳感器理論研究較少，工程應用領域更是近乎空白。在相關專利技術專利中，一種特超聲治療儀(03247046. 0)對測量裝置部分僅僅進行了文字內容的描述并沒有給出具體的實施方法，且為同一激勵単元實現的橫縱波轉化，工程應用實現較為困難。因此，本專利有必要提出ー種縱橫波超聲傳感器的設計，減小測量誤差，適合特殊條件下的超聲波激勵接收應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，主要針對傳統超聲波傳感器激勵波形模式單一，且容易受到測量人員手部抖動造成的耦合層厚度不一致，測量誤差較大等問題。通過同心圓嵌套模式，實現橫波激勵単元與縱波激勵單元的物理隔離，利用傳感器內導線分別連接波形激勵単元的方法，可實現同時或者分時激勵橫波、縱波波形，并且在傳感器頭部內置磁鋼，保證在長時間測量或者測量條件特殊情況下，傳感器耦合效果恒定，提高了測量精度，滿足了特殊條件下的工程應用。本專利技術的技術方案是—種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，采用同心圓環嵌套的形式，將橫波晶振圓柱與縱波晶振圓環嵌套在一起并用吸聲材料粘結在一起組成傳感器波形激勵単元。分別將導線焊接于橫波晶振圓柱與縱波晶振圓環結構的一面并在此面之上填充背襯材料，導線埋于背襯材料之中并與外売上的L5接頭分別連接，可以利用不同接頭的通斷電實現橫波波形與縱波波形的同時或者分時激勵。將傳感器波形激勵単元內嵌于吸震材料中并一同填充于外殼內，將吸震材料外圈嵌套磁鋼，將保護膜與旋蓋貼合之后一并旋緊與外売上，實現傳感器整體的安裝與密封。使用時，可以通過脈沖收發卡同時或者分時激勵橫波與縱波晶振単元，實現波形的輸出，并且可將傳感器吸附于被測試件表面，實現穩定耦合效果，提高了測量精度，簡化了操作。四附圖說明圖I是本專利技術的結構示意圖附圖標記說明如下圖I :外殼1、L5接頭2、導線3、背襯材料4、吸震材料5、橫波晶振圓柱6、縱波晶振圓環7、吸聲材料8、旋蓋9、磁鋼10、保護膜11。五具體實施方式 下面對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明圖I中，將吸聲材料8包裹于橫波晶振圓柱6的外圍一同塞入縱波晶振圓環7中，分別將導線3焊接在橫波晶振圓柱6與縱波晶振圓環7的一面井分別連接安裝于外殼I上的L5接頭2，將吸震材料8包裹于縱波晶振圓環7外側并填充滿背襯材料4，將磁鋼10套于吸震材料8外圍ー并組成傳感器的內芯。將保護膜11貼于旋蓋9的底面并旋緊在外殼I上，將組合好的內芯緊緊壓實于外殼I內部，做成橫縱波超聲傳感器。毎次測量時，均能夠保證傳感器緊密吸合于被測試件上，減小因手持時間太久或者測量位置要求苛刻造成的耦合層厚度不一致引起的誤差，并且能夠同時或分時激勵橫波、縱波波形，適應特殊情況下的測量任務需要。權利要求1.一種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，其波形激勵部分特征在于波形激勵部分由橫波晶振圓柱、吸聲材料與縱波晶振圓環共同組成，采用同心圓環嵌套的結構且并不僅限于此結構，任何方形、三角形的嵌套結構也在本權利要求保護范圍之內。2.根據權利要求I所述的波形激勵部分，其波形激勵結構的位置分布滿足內芯為橫波晶振圓柱、中間是吸聲材料，外側是縱波晶振環的順序。3.一種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，其磁性吸附單元特征在于磁鋼環形包覆于吸震材料外側并安裝于傳感器外殼內側，當貼有保護膜的旋蓋旋緊后，磁鋼整體內嵌在傳感器體內，保證了保護膜整體的平整，使傳感器底面與被測零件表面緊密貼合。磁鋼的位置不僅限于內嵌于傳感器外殼內，也可以放置在外殼外，任何類似的位置結構均在本要求的保護范圍之內。全文摘要本專利技術涉及一種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，主要針對傳統超聲波傳感器無法同時或者分時激勵橫波與縱波信號，且容易受到檢測人員操作或測試條件限制影響造成耦合層厚度不一致，測量誤差較大的問題，提出了一種采用同心圓環嵌套結構設計的能夠同時或分時激勵橫波與縱波信號的超聲波傳感器，傳感器內部還設置有磁鋼，可以方便吸附在任何鐵磁性被測零件上，簡化了操作，保證了耦合層厚度的穩定性，減小了測量誤差，可廣泛用于超聲波無損檢測應用領域。文檔編號G01L5/24GK102865954SQ20121038139公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日專利技術者徐春廣, 李驍, 潘勤學, 任慧玲, 肖定國, 徐浪, 郭軍, 宋文濤 申請人:北京理工大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于螺栓軸向預緊應力檢測的橫縱波超聲傳感器，其波形激勵部分特征在于：波形激勵部分由橫波晶振圓柱、吸聲材料與縱波晶振圓環共同組成，采用同心圓環嵌套的結構且并不僅限于此結構，任何方形、三角形的嵌套結構也在本權利要求保護范圍之內。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐春廣，李驍，潘勤學，任慧玲，肖定國，徐浪，郭軍，宋文濤，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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