[发明专利]用于超声检查的装置

说明书

技术领域

本文中公开的主题涉及超声检查，且在某些实施例中，涉及用于执行目标的超声检查的装置。

背景技术

超声测试采用探头装置来检测在目标的目视检查期间不容易明白的异常。该探头装置可包括一个或更多个换能器，该换能器响应于刺激(例如，电波形脉冲)将超声波生成到目标中。该刺激对换能器赋能，换能器又以剪切波和/或压缩波的形式发射声波。探头装置通常包括一片材料，或者“楔”，其覆盖换能器元件。该楔作用为屏障，以相对于损坏保护换能器，且作用为介质来将声波从换能器传导至目标表面。

换能器的数量可决定探头装置的操作。例如，利用单个换能器的探头装置，可沿单个固定的方向发射声波。另一方面，配置多个换能器的探头装置可实现相控阵超声波。这些类型的探头装置可动态地改变从换能器发射的声波的方向和焦点。

目标的检查可能需要使用特定形式的声波来检测某些类型的异常。例如，压缩波可用于检测在目标的材料的内侧发现的容积裂隙(例如，空隙、内含物等)。剪切波可有助于识别在目标的外表面上生长的裂缝(例如，横向裂缝)和缺口(例如，纵向缺口)。在其他示例中，“准”表面波和/或具有高转向角(例如大约70°或更大)的波可用于检测内部裂缝。

所有三种类型的异常都可发生在中空目标(例如，管道、管、轴等)中。遗憾的是，不管是具有单个换能器的探头装置还是具有多个换能器的探头装置都不可生成剪切波和压缩波以及适应中空目标的几何形状。其结果，中空目标的超声测试通常利用多于一个的探头装置，且更可能利用与彼此不同的至少三个探头装置。在一些实例中，检查可要求至少五个不同的探头装置，以沿横向裂缝和纵向缺口的适当检测方向(例如，向前、向后、顺时针、和逆时针)生成波。

以上论述仅用于一般背景信息而提供，且不意图用作确定要求保护的主题的范围的辅助。

发明内容

本公开描述了一种探头装置的实施例，其可替换如今要求来检测中空目标中的容积裂隙和纵向缺口的多个探头。这些实施例可作为剪切波和压缩波二者来生成声波。而且，以下探头装置的构造可跨过适于中空目标中的潜在异常的位置的角度范围来引导声波。

在一个实施例中，本公开描述的一种超声探头，其包括基础构件和配置在该基础构件上的换能器组件。该换能器组件包括第一换能器阵列和第二换能器阵列，它们存在于基础构件的中央平面的任一侧上。该超声探头还包括楔构件，该楔构件在适当的位置与该基础构件联接，以接收来自第一换能器阵列和第二换能器阵列的声波。在一个示例中，楔构件具有带非线性轮廓的外表面。

本公开还在一个实施例中描述了一种探头，该探头包括基础构件，该基础构件具有第一表面和中央平面。探头还包括第一换能器元件，其在第一表面上配置在中央平面附近且相对于与第一表面相切且与中央平面垂直的平面以第一换能器角度配置。探头还包括第二换能器元件，其与第一换能器相邻且在第一表面上相对于该平面以第二换能器角度配置且垂直于该中央平面。在一个示例中，第一换能器角度与第二换能器角度不同。

本公开还在一个实施例中公开了一种系统，该系统包括探头装置，该探头装置包括具有中央平面的基础构件、在该中央平面的第一侧上配置在该基础构件上的第一换能器阵列、以及在该中央平面的第二侧上配置在该基础构件上的第二换能器阵列。该探头装置还包括楔构件，该楔构件在适当的位置安装至该基础构件，以接收来自第一换能器阵列和第二换能器阵列的声波。该系统还包括测试仪器，该测试仪器适于交换信号，该信号对该第一换能器阵列和该第二换能器阵列赋能以生成声波。在一个示例中，第一换能器阵列、第二换能器阵列、和楔构件的外表面具有带非线性形状的轮廓。

本发明内容仅意图提供根据一个或更多个例示性实施例的在本文中公开的主题的简短综述，且不用作指导以解释权利要求或限定或限制本发明范围，本发明的范围仅由所附权利要求限定。提供本发明内容以以简化的形式介绍以下在详细说明中进一步描述的构思的例示之选择。本发明内容既不意图确定要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用作确定本要求保护的主题的范围的辅助。要求保护的主体不限于解决在背景技术中提到的任意或全部缺点的实现方式。

附图说明