一种超声自适应跟踪扫描阵列换能器

摘要

本发明属于无损检测技术，涉及一种用于航空、航天、电子、兵器、船舶、冶金、钢铁、交通、建筑等领域中大型复合材料及金属材料结构超声自动化扫描无损检测的超声自适应跟踪扫描阵列换能器。换能器包括探头靴防护罩、探头靴支架、探头靴底座、自适应超声换能器单元、耦合水路。本发明采用多通道超声阵列换能器，提高单位时间内的扫描面积，极大地提高了复合材料等构件检测效率，检测效率可以比传统的单通道超声自动扫描检测设备成数量级的提高，在20通道检测时，而比手工扫查检测效率至少提高50倍，比传统单通道超声自动扫描检测提高20倍。

主权项

一种超声自适应跟踪扫描阵列换能器，其特征是，换能器包括探头靴防护罩(2)、探头靴支架(3)、探头靴底座(7)、自适应超声换能器单元(9)、耦合水路(10)，探头靴防护罩(2)和探头靴支架(3)置于探头靴底座(7)的上，探头靴防护罩(2)与探头靴支架(3)相接，探头靴支架(3)的顶部设有与外部超声自动扫描系统连接的连接器(1)；自适应超声换能器单元(9)按照单个自适应超声换能器单元(9)的声束作用面积a所覆盖的区域排列安装在探头靴底座(7)上，其排列的方式为Pr×Pc阵列，其中，r＝1，2，…r，c＝1，2，…c，第P11自适应超声换能器单元(9)置于探头靴底座(7)的左下角，第P1c自适应超声换能器单元(9)的中心距离探头靴底座(7)右边边缘距离为c倍的声束作用面积a，第P21的自适应超声换能器单元(9)的中心与探头靴底座(7)的左边边缘距离为一个自适应超声换能器单元(9)的声束作用面积a，第P31的自适应超声换能器单元(9)的中心与探头靴底座(7)的左边边缘距离为2a，第Prc的自适应超声换能器单元(9)置于探头靴底座(7)的右上角；探头靴底座(7)下板面上每行自适应超声换能器单元(9)之间设置一根耦合水路管(10)，每根耦合水路管(10)的上侧开有2个进水口(11)，耦合水路管(10)的下侧开有均布的出水细孔，耦合水路管(10)的进水口(11)与水路分配器(13)的出水口(14)连接，水路分配器(13)上的分配器进水口(12)与外部水源相接；所述的自适应超声换能器单元(9)包括万向摆角复位器(16)、复位器压板(17)、探头靴(15)、超声换能器垂直运动复位器(18)、超声换能器垂直运动滚道(19)、超声换能器(20)、万向摆角关节(21)、超声换能器耦合腔(22)、接触头固定套(23)、弹性圈(24)、胶囊(25)、超声换能器安装套(26)、超声换能器扫查仿形触头(27)，万向摆角复位器(16)通过复位板(17)安装在探头靴底座(7)上方，探头靴(15)固定在探头靴底座(7)的下方，超声换能器垂直运动滚道(19)采用滚珠轴承套结构，置于探头靴(15)的腔体内，超声换能器垂直运动复位器(18)套接在换能器(20)上，超声换能器(20)的上方伸出探头靴(15)顶部，超声换能器(20)的下部通过接触头固定套(23)与超声换能器安装套(26)螺纹连接，并置于万向摆角关节(21)中形成一个整体置于超声换能器垂直运动滚道(19)中，超声换能器(20)的下端与超声换能器耦合腔(22)螺纹连接，超声换能器耦合腔(22)内部充满水，橡胶胶囊(25)套在超声换能器耦合腔(22)的外部，并通过弹性圈(24)锁紧密封，超声换能器扫查仿形触头(27)通过接触头固定套(23)与超声换能器安装套(26)连接。