專利名稱：磁吸式超聲斜入射傳感器收發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)了 一種磁吸式超聲斜入射傳感器收發(fā)裝置，適用于超聲斜入射時(shí)產(chǎn)生表面波或縱波來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
表面殘余應(yīng)力的檢測(cè)受到越來(lái)越廣泛的重視，現(xiàn)階段很多科研機(jī)構(gòu)運(yùn)用超聲臨界折射縱波和表面波進(jìn)行表面殘余應(yīng)力的檢測(cè)，雖然超聲應(yīng)力檢測(cè)理論已經(jīng)很成熟，但由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境復(fù)雜，被測(cè)工件空間擺放位置不一致，故傳感器放置難度較大，經(jīng)常需手扶或額外添加夾具，使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，美觀性較差。國(guó)內(nèi)外在設(shè)計(jì)超聲波斜入射傳感器結(jié)構(gòu)時(shí)，多通過(guò)螺紋或特制夾具將超聲換能器固定在有機(jī)玻璃楔塊中，但是這種結(jié)構(gòu)在換能器與楔塊耦合時(shí)，每次都須將換能器取出，涂勻耦合劑后再次安裝?，F(xiàn)階段較為有效的超聲應(yīng)力檢測(cè)理論為聲彈性公式，運(yùn)用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)時(shí)，無(wú)法保證每次涂抹在楔塊與傳感器之間的耦合劑均勻，也無(wú)法保證傳感器與楔塊之間的接觸緊密度一致，受人為因素影響較大，該結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，操作時(shí)間較長(zhǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試傳感器放置在被測(cè)工件上時(shí)，須在有機(jī)玻璃與被測(cè)工件之間涂抹耦合齊U，通過(guò)聲時(shí)法測(cè)量應(yīng)力時(shí)，保證聲時(shí)的測(cè)量精度很關(guān)鍵，如何在楔塊與被測(cè)試件之間保持恒定的壓力，以保證楔塊與工件之間的耦合層厚度一致十分關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)需拆卸超聲換能器就可保證換能器與楔塊耦合良好，在楔塊與被測(cè)工件之間提供恒定的壓力，且不受人為因素影響的磁吸式超聲波斜入射傳感器收發(fā)裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，在有機(jī)玻璃上加工出螺紋，換能器通過(guò)螺紋與楔塊連接，并在有機(jī)玻璃內(nèi)部加工出圓柱空腔，空腔中灌注甘油并密封，實(shí)現(xiàn)換能器與有機(jī)玻璃的耦合，通過(guò)側(cè)壁上的小孔注油，無(wú)須拆卸換能器。在兩楔塊之間加裝改進(jìn)型磁座，磁力強(qiáng)大且恒定。
四

圖1磁吸式超聲斜入射傳感器收發(fā)裝置示意2強(qiáng)力磁座結(jié)構(gòu)原理圖

磁座開(kāi)關(guān)1，磁座外殼2,頂部固定板3,超聲換能器4,端部固定板5,有機(jī)玻璃楔塊主體6，側(cè)壁注油孔7，圓柱形空腔8，鋁塊9，導(dǎo)磁鋼塊10，7mm厚強(qiáng)磁鐵11
五具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
如圖1所示，磁吸式超聲斜入射傳感器收發(fā)裝置包括有機(jī)玻璃楔塊、磁座、固定板。有機(jī)玻璃主體6的斜面上加工出螺紋，換能器4通過(guò)螺紋與有機(jī)玻璃楔塊主體6固定。在楔塊主體6內(nèi)部加工一空腔8，空腔8直徑比換能器圓形晶片直徑尺寸要大4mm，以保證灌注油量充足，即使存在一定氣泡，也不會(huì)對(duì)聲波入射造成影響。在楔塊側(cè)壁加工螺紋通孔7，當(dāng)油量不足時(shí)，只需通過(guò)注射器向空腔內(nèi)注油，無(wú)需拆卸傳感器。為了減小楔塊與被測(cè)工件的接觸面積，在聲束入射方向上加工出凸臺(tái)。楔塊傾角設(shè)計(jì)得是否準(zhǔn)確對(duì)能否激發(fā)出臨界折射縱波十分關(guān)鍵。準(zhǔn)確加工20mm厚的圓柱形有機(jī)玻璃試樣，采用脈沖回波方法，精確計(jì)算底面回波的時(shí)差，計(jì)算出有機(jī)玻璃聲速，之后根據(jù)Snell定律，計(jì)算入射角。圖2為磁座結(jié)構(gòu)圖，包括磁座外殼、導(dǎo)磁鋼塊、鋁塊、強(qiáng)磁鐵。選擇外形尺寸35mmx30mmx35mm的磁力表座,機(jī)械加工導(dǎo)磁鋼塊4,使其與定制的7mm厚強(qiáng)磁鐵11恰好裝配在磁座外殼內(nèi)。當(dāng)用磁座開(kāi)關(guān)I旋轉(zhuǎn)強(qiáng)磁鐵11到水平位置時(shí)，磁力線導(dǎo)通，磁座對(duì)外提供磁力，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁座開(kāi)關(guān)I使磁鐵11使其處于豎直位置時(shí)，因鋁材的隔磁作用，磁力線不導(dǎo)通，磁座對(duì)外不提供磁力，可將楔塊輕易取出。磁座底部較楔塊凸臺(tái)底部要高出O. 5mm,以保證有機(jī)玻璃楔塊凸臺(tái)與被測(cè)試件接觸良好。磁座外殼在寬度方向比有機(jī)玻璃楔塊大時(shí)，因磁力太大，為避免磁力不平衡引起楔塊側(cè)翻，將磁座外殼在寬度多余的部分在深度方向上銑去2mm，保證磁力均衡。楔塊主體6、磁座外殼2和端部固定板5通過(guò)M3螺釘連接,楔塊兩側(cè)均須加裝固定板。楔塊主體6的上表面與磁座外殼2通過(guò)頂部固定板3通過(guò)M3螺釘連接，固定板由3mm厚不銹鋼加工，以保證結(jié)構(gòu)的剛性。使用時(shí)，須在有機(jī)玻璃楔塊底部涂抹耦合劑，將傳感器收發(fā)裝置置于被測(cè)工件表面，旋轉(zhuǎn)磁座開(kāi)關(guān)1，使磁座產(chǎn)生強(qiáng)磁并將裝置牢固吸附在工件上。在需要測(cè)另外一點(diǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁座開(kāi)關(guān)I到另外一角度就可將傳感器收發(fā)裝置輕松取出。
權(quán)利要求
1.磁吸式超聲斜入射傳感器收發(fā)裝置，其特征在于它包括超聲換能器，有機(jī)玻璃楔塊，磁座。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)玻璃楔塊，其斜面上有螺紋用于固定換能器，內(nèi)部有空腔，空腔密封甘油，實(shí)現(xiàn)換能器與有機(jī)玻璃之間的耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)玻璃楔塊，其側(cè)壁開(kāi)一小孔，用于向腔內(nèi)注油，無(wú)需拆卸傳感器就可實(shí)現(xiàn)向空腔內(nèi)注油，嚴(yán)格保證晶片到有機(jī)玻璃斜面的距離不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁座，內(nèi)部加裝7_厚度強(qiáng)磁鐵，具有非常大的磁性且磁力可保持恒定，通過(guò)人為改變磁路走向來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)斷磁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁吸式超聲斜入射傳感器收發(fā)裝置，本裝置無(wú)需拆卸超聲換能器就可實(shí)現(xiàn)超聲換能器與有機(jī)玻璃實(shí)現(xiàn)耦合的超聲斜入射結(jié)構(gòu)。磁性底座提供的磁力是普通磁座的數(shù)倍，可保證該裝置與被測(cè)試件緊密接觸，耦合良好、操作簡(jiǎn)便。該裝置擁有一定數(shù)量固定板且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可充分保證裝置的剛度。該結(jié)構(gòu)在用于依據(jù)聲彈性理論的應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)中，可充分保證超聲聲時(shí)的測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01L1/25GK103017952SQ20111028307
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者徐春廣, 楊向臣, 潘勤學(xué), 肖定國(guó), 徐浪, 李驍, 宋文濤, 郭軍 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)