[发明专利]一种球式超声探头及手动、自动超声波C扫描成像方法

说明书

本发明涉及一种球式超声探头，包括壳体以及设于壳体内的探头本体，所述探头本体包括中空管体以及安装在中空管体内的超声波传感器，其特征在于：探头本体还包括：存储箱，设于壳体内，用于存储耦合剂；球头，为柔性透声材质制成的中空球体，该球体内填充有耦合剂；该球头可相对中空管体转动地设于中空管体的顶端，所述球头部分内置于存储箱内，球头与存储箱之间保持相对密封，另外，球头部分外露于壳体。还公开了一种手动超声波C扫描成像方法和自动超声波C扫描成像方法。利用球头内的耦合剂对超声波传感器发射的超声波进行透射，无需使用大量水资源即可对超声波进行反射，另外在球头转动时，使保证球头表面涂抹耦合剂，从而减少对探头的磨损。

技术领域

本发明涉及超声波C扫描成像领域，特别涉及一种球式超声探头及手动、自动超声波C扫描成像方法。

背景技术

超声波是一种频率高的声波，它的方向性好、穿透能力强，易于获得较集中的声能，能在介质中传播，遇到界面会发生反射，且超声波检测灵敏度高，可检测构件内部尺寸很小缺陷，另外检测成本低、速度快，对人体及环境无害，因此在现有的技术中常采用超声波对金属、非金属和复合材料等多种构件进行无损检测，在无损检测时通过测量超声波反射回波的幅值和时间，可发现构件内部的缺陷，并做出产品质量评级，另外还可结合机械装置的定位信息，实现内部缺陷的C扫描成像，使检测结果更为直观。

在使用超声波进行C扫描成像时，需要在构件表面涂抹耦合剂，超声波从超声探头进入构件内部，并通过构件表面的耦合剂进行反射，因此传统的超声波C扫描系统一般采用水浸法或局部喷淋法。其中，水浸法必须将被检测对象整体浸没水中，使用水浸法进行C扫描检测时必须具备一个可浸没检测对象的水箱，造成整体结构庞大，检测需要水量大；另外使用局部喷淋法时必须在探头附近安装喷淋装置，在检测过程中通过大流量喷淋造成探头及被检测区域局部水浸实现扫查，因此需要一套喷淋及用水回收装置。综上所述，现有技术中使用的检测系统存在结构庞大、装置复杂、成本高等不足。传统单探头进行手动扫查时，无法实现超声波C扫描成像，且对检测技术人员要求高。因此需要进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种结构简单且无需大量水资源即能完成超声波检测的球式超声探头。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用上述球式超声探头进行手动超声波C扫描成像方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用上述球式超声探头进行自动超声波C扫描成像方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种球式超声探头，包括壳体以及设于壳体内的探头本体，所述探头本体包括中空管体以及安装在中空管体内的超声波传感器，其特征在于：所述探头本体还包括：

存储箱，设于壳体内，用于存储耦合剂；

球头，为柔性透声材质制成的中空球体，该球体内填充有耦合剂；该球头可相对中空管体转动地设于中空管体的顶端，所述球头部分内置于存储箱内，球头与存储箱之间保持相对密封，另外，球头部分外露于壳体。

作为改进，所述球头外侧还安装有用于采集球头转动时移动距离的编码器，与所述编码器相连接的编码器信号线外露于壳体。

进一步的，所述球头与存储箱之间设有控制件，用于在球头静止时阻挡存储箱内的耦合剂流出，且在球头转动时，使球头表面涂抹耦合剂。

在本方案中，所述存储箱上还开设有用于添加耦合剂的进料口，所述进料口外露于壳体。

作为改进，还包括设于中空管体底端的弹性件以及设于中空管体内的压力传感器，所述压力传感器设于弹性件与超声波传感器之间，所述弹性件在外力作用下能驱动压力传感器与超声波传感器相抵触，同时超声波传感器与球头相接触。