[实用新型]一种晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头

权利要求书

1.一种晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头，其特征在于：包括探头基体(1)和楔块(2)，所述探头基体(1)包括探头外壳(11)、锁止装置(12)、晶片阵列模块(13)、连接轴(14)、耦合剂导管(15)和探头线缆(16)；所述探头外壳(11)整体为梯形体，其前端为一扇形体空腔，用于安装晶片阵列模块(13)，晶片阵列模块(13)通过连接轴(14)固定在探头外壳(11)前端、并可围绕连接轴(14)在探头外壳(11)前端的扇形体空腔内进行平滑转动；探头外壳(11)后端突出一正方体空腔并留有圆形孔道，探头线缆(16)穿过该孔道，通过填充固体胶将探头线缆(16)固定；探头外壳(11)上部中心部位设置燕尾槽导轨，锁止装置(12)安装在该导轨上、并可沿该导轨实现前后滑动带动锁止销的移动实现对阻尼体的锁紧与解锁；探头外壳(11)下部对称设置两条圆形通道，两条耦合剂导管(15)贯穿整个探头外壳(11)安装在该圆形通道内部；连接轴(14)安装在探头外壳(11)外侧下部；所述楔块(2)整体为梯形体，下部加工成为曲面，其曲率与被检管道(6)曲率相匹配；所述探头基体(1)和楔块(2)通过对称布置的两个连接螺钉(3)连接。

2.根据权利要求1所述的晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头，其特征在于：所述探头外壳(11)整体为由铝合金材质制成。

3.根据权利要求1所述的晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头，其特征在于：所述晶片阵列模块(13)包括阻尼体(131)、晶片阵列(132)、矩形凹槽(133)和晶片电缆排线(134)，所述阻尼体(131)外形为扇形体，其上部曲面设置有多个矩形凹槽(133)，矩形凹槽(133)尺寸与锁止销(121)尺寸相匹配，每一矩形凹槽(133)随阻尼体(131)移动到锁止销(121)位置时均能保证内部通道与锁止销平行，锁止销(121)可平滑插入矩形凹槽内部；所述阻尼体(131)下部设置圆形通道，连接轴(14)从中心穿过；所述晶片阵列(132)整体为一矩形平面、由16个矩形压电晶片紧密排列组成、位于阻尼体(131)前端，每一矩形压电晶片均连接一条柔性电缆线用于压电晶片信号传输，16根电缆线依次排列组成晶片电缆排线(134)；所述晶片电缆排线(134)靠近晶片阵列的一部分镶嵌入阻尼体(131)中，后半部分叠放在探头基体(1)的内部，随阻尼体(131)的移动而移动，晶片电缆排线(134)后端与探头线缆(16)连接；阻尼体(131)成型加工时将晶片阵列(132)与晶片电缆排线(134)镶嵌其中，构成发射与接收信号的核心单元。

4.根据权利要求3所述的晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头，其特征在于：所述阻尼体(131)由环氧树脂和钨粉的混合物经过成型加工制成，阻尼体(131)对晶片阵列的振动起到阻尼作用。

5.根据权利要求1所述的晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头，其特征在于：所述楔块(2)前端安装吸声材料(24)，后端设有阻尼体凹槽(21)和螺钉孔(22)，其下部设有耦合剂通道(23)；阻尼体凹槽(21)尺寸与阻尼体(131)前端面尺寸相匹配，阻尼体(131)探出探头外壳(11)的部分完全陷入阻尼体凹槽(21)内部，阻尼体凹槽(21)内壁与晶片阵列相接触；螺钉孔(22)设有两个，对称设置在楔块两侧，连接螺钉(3)旋入其中将楔块紧固在探头上；所述耦合剂通道(23)为一弯曲通道，其直径与耦合剂导管(15)内径相同，当楔块(2)与探头连接后组成一个整体通道，将耦合剂导管(15)输送来的耦合剂导流到楔块(2)和工件接触面。

6.根据权利要求5所述的晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头，其特征在于：所述吸声材料(24)外形为三棱柱，由橡胶制成用于降低相控阵探头的杂波信号，提高检测信噪比。

7.根据权利要求1-6任一项所述的晶片阵列角度可调式相控阵超声波探头，其特征在于：所述锁止装置(12)包括锁止销(121)、锁止体(122)和弹簧(123)，所述锁止体(122)下部为燕尾型滑块，锁止装置(12)通过该燕尾型滑块安装在探头外壳(11)上部的燕尾槽导轨中、并可在燕尾槽导轨中前后滑动；锁止体(122)前端安装长方体锁止销(121)，锁止销(121)尺寸与晶片阵列模块(13)的矩形凹槽(133)相匹配；晶片阵列模块(13)绕连接轴(14)转动到预定位置时，锁止销(121)插入晶片阵列模块(13)上部的矩形凹槽(133)内部，限制矩形凹槽(133)的移动，从而锁定晶片阵列模块(13)；锁止体(122)后端设置圆柱体通道，弹簧(123)安装在通道内部，弹簧(123)自然状态下为锁止体提供推力；锁止体(122)上部设置一半圆形凸起，推动凸起可实现锁止体(122)的前后移动。