[发明专利]一种可变曲面超声波换能器阵列结构及使用方法

说明书

本发明公开了一种可变曲面超声波换能器阵列结构，包括安装底板以及呈阵列布置在该安装底板上的多个换能器组件；所述换能器组件包括安装柱和超声波换能器，所述安装柱可调高度地安装在所述安装底板上，所述超声波换能器可调角度地安装在所述安装柱的上端；本申请换能器组件呈阵列布置在安装底板上，换能器组件包括安装柱和超声波换能器，安装柱可调高度地安装在安装底板上，超声波换能器可调角度地安装在安装柱的上端，在使用时，可根据需要分别调节每个安装柱的高度以及超声波换能器的倾角，使超声波换能器阵列的表面与被测物体的表面紧密贴合，结构简单、实用性强，可满足不同曲面物体的超声波检测需求。

技术领域

本发明涉及超声波换能器技术领域，具体涉及一种可变曲面超声波换能器阵列结构及使用方法。

背景技术

无损检测技术是在不损伤被检测对象的前提下，对被测材料或工件中是否含有缺陷以及对缺陷的位置、大小、形状和分布等基本物理性状进行判断，进而对其结构的连续性、完整性和可靠性进行评价。超声检测是无损检测的重要技术手段之一。与传统的超声检测技术相比，相控阵超声检测技术具有灵敏度高、检测精度高、检测效率高、缺陷辨识能力强及检测范围大等突出优点，在船舶、核电、航空航天、石油化工等领域得到广泛认可，已成为超声无损检测领域的一个研究热点。

在相控阵超声检测工程中，非平面结构占据很大的比例，比如管道类结构、弯头类结构、发动机叶片等，针对这类结构的相控阵超声检测，为了使换能器表面与被测表面能够紧密贴合，可采用常规相控阵探头配合斜楔块、常规探头软耦合、柔性相控阵探头等方法。当非平面结构的突变程度比较大时，为了减弱伪缺陷检测信号并有效提高检测信号的信噪比，宜采用柔性相控阵探头。目前，满足该要求的机械式可变曲面的超声波换能器阵列结构还属于空白。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可变曲面超声波换能器阵列结构。

进一步，本申请还提供一种可变曲面超声波换能器的使用方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种可变曲面超声波换能器阵列结构，包括安装底板以及呈阵列布置在该安装底板上的多个换能器组件；所述换能器组件包括安装柱和超声波换能器，所述安装柱可调高度地安装在所述安装底板上，所述超声波换能器可调角度地安装在所述安装柱的上端，使超声波换能器阵列的表面形成不同的曲面。

进一步，所述换能器组件还包括固定支架，该固定支架固定在所述安装柱的上端，所述换能器组件可调角度地安装在所述固定支架上。

进一步，所述固定支架与安装柱一体成型。

进一步，所述固定支架通过固定螺母与安装柱刚性连接。

进一步，所述固定支架为U型结构，所述超声波换能器的尾部以预设角度固定在固定支架的开口内。

进一步，所述安装柱为空心螺杆，该空心螺杆可调高度地安装在安装底板上。

进一步，所述安装底板上开设有多个安装孔，所述空心螺杆的下端以预设高度插入所述安装孔内、且通过固定螺母固定。

进一步，本申请还提供一种可变曲面超声波换能器的使用方法，包括如下步骤：

根据超声波检测要求确定超声波换能器数量、每个超声波换能器的高度及角度；

根据所述换能器数量确定安装底板规格和空心螺杆数量；

将每根所述空心螺杆的下端插入所述安装底板对应的安装孔中，根据所述超声波换能器的高度调整每根所述空心螺杆的高度并固定；

将每个超声波换能器的尾部插入空心螺杆上端的固定支架内，根据超声波换能器的角度调整每个超声波换能器的倾角并固定，使超声波换能器的表面与被测物体的表面紧密贴合。