一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種超聲波測厚儀，尤其涉及一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用中，對于厚度的測量方法及儀器種類較多，其中超聲波測厚儀憑借原理結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、可便攜等優(yōu)點被廣泛采用。超聲波測厚儀廣泛應(yīng)用于造船業(yè)、石油化工業(yè)、電站、汽車制造、機械制造業(yè)當(dāng)中，可以測量船殼、甲板、鍋爐、管道、儲油罐、軌道、板坯、鑄件、機加工零件的厚度，分析被腐蝕程度。
[0003]但是，現(xiàn)有的超聲波測厚儀的探頭就是一個超聲換能器，超聲換能器一般采用壓電陶瓷材料，加高頻電信號能夠發(fā)生超聲波，接收超聲波信號(聲壓轉(zhuǎn)化為電壓)能夠產(chǎn)生電信號，現(xiàn)有的超聲波測厚儀不具有自校正功能，不能消除由于受溫度和電路漂移的影響所造成的測量結(jié)果偏差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭。
[0005]本實用新型實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是:一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，由超聲換能器和標(biāo)準(zhǔn)塊組成，所述超聲換能器的表面固定一塊厚度為
1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同金屬標(biāo)準(zhǔn)塊。標(biāo)準(zhǔn)塊厚度最好參照計量上的量塊的要求設(shè)計(比如20攝氏度、一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下、相對濕度在60%)，最好采用離散數(shù)值序列如1.00mm、2.00 mm、3.00 mm、4.00 mm、5.00 mm、6.00 mm、7.00 mm、8.00 mm、9.00 mm、10.0 mm0當(dāng)然，該行業(yè)有特殊要求，也可以按照該行業(yè)的習(xí)慣進行厚度的設(shè)計(包括溫度、壓強、濕度及厚度序列)。
[0006]金屬標(biāo)準(zhǔn)塊更換為與被測工件聲學(xué)性能相同并且熱脹冷縮效果相同的金屬標(biāo)準(zhǔn)塊，其中聲學(xué)性能指聲波傳播的速度，脹冷縮效果指相同溫度條件下的線膨脹系數(shù)。
[0007]標(biāo)準(zhǔn)塊的邊緣向上凸出，凸出部分有內(nèi)螺紋，與超聲換能器邊緣的外螺紋通過螺紋連接。
[0008]本實用新型的有益效果是:為了實現(xiàn)超聲波測厚儀的自校正功能，裝置中通過加入厚度為已知、材料與被測工件相同或聲學(xué)性能(聲波傳播的速度)相同并且熱脹冷縮效果(相同溫度條件下的線膨脹系數(shù))相同的金屬標(biāo)準(zhǔn)塊，能不經(jīng)過人工手動操作就消除由于溫度和電路漂移造成的測量結(jié)果偏差，從而實現(xiàn)自校正的功能。
【附圖說明】
[0009]圖1為一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的原理圖；
[0010]圖2為一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的結(jié)構(gòu)示意圖；[0011 ] 圖3為未校正測量波形示意圖；
[0012]圖4為標(biāo)準(zhǔn)塊校正測量波形示意圖；
[0013]圖5為探頭不意圖；
[0014]圖6為帶內(nèi)螺紋的標(biāo)準(zhǔn)塊。
[0015]其中，1、標(biāo)準(zhǔn)塊，2、超聲換能器，3、凸出，4、內(nèi)螺紋。
【具體實施方式】
[0016]通過對超聲波換能器進行一定頻率的脈沖激勵，可以使超聲換能器向被測工件發(fā)射超聲波，通過良好的耦合方式，使超聲波在被測工件內(nèi)會發(fā)生折射、反射、散射過程，所產(chǎn)生的超聲波特征信號通過超聲波接收換能器接收，通過放大、濾波、檢波、電壓比較、時間測量、顯示等電路，可以得到被測工件的厚度信息。超聲波測厚儀的原理如圖1。超聲波測厚儀的結(jié)構(gòu)如圖2。
[0017]超聲波檢測技術(shù)是通過回波信息將被測工件的腐蝕情況反映出來，回波信號的幅度能夠反映出腐蝕的程度，一次回波信號與二次回波信號之間的時間差，通過介質(zhì)中已知的聲速進行換算后，能夠得到腐蝕的深度信息，同時可以將回波的時間差送存儲示波器液晶顯示。若一定溫度下超聲波在被測工件中的傳播速度為C，一次回波二次回波時刻分別為tl、t2，則工件厚度為h=c*(t2_tl)/2。如圖3所示。
[0018]由于聲速受到環(huán)境溫度的影響較大，使得測量結(jié)果可能產(chǎn)生偏差，因此需要對測量結(jié)果進行校正。改進方法為在超聲波探頭結(jié)構(gòu)中增加一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同或聲學(xué)性能(聲波傳播的速度)相同并且熱脹冷縮效果(相同溫度條件下的線膨脹系數(shù))相同的金屬標(biāo)準(zhǔn)塊，使得超聲波在標(biāo)準(zhǔn)塊表面產(chǎn)生反射。通過接收到的超聲波反射信號的分析，可以不經(jīng)過手動校正，便能避免由于溫度和電路漂移等造成的測量結(jié)果偏差，從而實現(xiàn)自校正的功能。
[0019]標(biāo)準(zhǔn)塊上表面產(chǎn)生一次回波，標(biāo)準(zhǔn)塊下表面與被測工件上表面接觸處產(chǎn)生二次回波，被測工件下表面產(chǎn)生三次回波，儀器接收到回波信號的時刻分別為tl、t2、t3，單位為秒。由于標(biāo)準(zhǔn)塊厚度為2毫米，則在被測工件所處環(huán)境溫度下超聲波在被測工件中的傳播速度為c=4/(t2-tl)，單位為毫米每秒。所以被測工件厚度為h=c*(t3-t2)/2=2*(t3-t2)/(t2-tl)，單位為毫米。如圖4所示。
[0020]一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，由超聲換能器和標(biāo)準(zhǔn)塊I組成，所述超聲換能器2的表面固定一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同金屬標(biāo)準(zhǔn)塊。標(biāo)準(zhǔn)塊的厚度最好參照計量上的量塊的要求設(shè)計(比如20攝氏度、一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下、相對濕度在 60%)，最好米用離散數(shù)值序列如 1.00mm、2.00 mm、3.00 mm、4.00 mm、5.00 mm、6.00mm、7.00 mm、8.00 mm、9.00 mm、10.0 mm0
[0021]金屬標(biāo)準(zhǔn)塊I更換為與被測工件聲學(xué)性能相同并且熱脹冷縮效果相同的金屬標(biāo)準(zhǔn)塊1，其中聲學(xué)性能指聲波傳播的速度，脹冷縮效果指相同溫度條件下的線膨脹系數(shù)。
[0022]標(biāo)準(zhǔn)塊的邊緣向上凸出3，凸出3部分有內(nèi)螺紋4，與超聲換能器邊緣的外螺紋通過螺紋連接。
[0023]本實用新型未經(jīng)描述的技術(shù)特征能夠通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，在此不再贅述。當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，由超聲換能器和標(biāo)準(zhǔn)塊組成，所述超聲換能器的表面固定一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同的金屬標(biāo)準(zhǔn)塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，金屬標(biāo)準(zhǔn)塊更換為與被測工件聲學(xué)性能相同并且熱脹冷縮效果相同的金屬標(biāo)準(zhǔn)塊，其中聲學(xué)性能指聲波傳播的速度，脹冷縮效果指相同溫度條件下的線膨脹系數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)塊的邊緣向上凸出，凸出部分有內(nèi)螺紋，與超聲換能器邊緣的外螺紋連接。
【專利摘要】一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，涉及一種超聲波測厚儀探頭?，F(xiàn)有的超聲波測厚儀不具有自校正功能，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，技術(shù)方案是：一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，由超聲換能器和標(biāo)準(zhǔn)塊組成，所述超聲換能器的表面固定一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同金屬標(biāo)準(zhǔn)塊。標(biāo)準(zhǔn)塊的邊緣向上凸出，凸出部分有內(nèi)螺紋，與超聲換能器邊緣的外螺紋通過螺紋連接。有益效果是：不經(jīng)過人工手動操作就消除由于溫度和電路漂移造成的測量結(jié)果偏差，從而實現(xiàn)自校正的功能。
【IPC分類】G01B17/02
【公開號】CN204730815
【申請?zhí)枴緾N201520501354
【發(fā)明人】陳都, 陳隆君, 胡再國
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月13日