[发明专利]一种超材料超声波定向发射控制器及无损检测装置

说明书

本发明提供了一种超材料超声波定向发射控制器，设置在无损检测装置中，用于控制入射超声波沿指定方向偏转，其特征在于，包括：控制器主体；以及多个透射单元，设置在控制器主体上，用于使超声波透过并沿指定方向偏转，透射单元包括多个腔体，腔体具有腔部和透射孔，透射孔对称地设置在腔部的两侧并与腔部相连通，其中，控制器主体为平面薄板，多个透射单元沿第一水平方向平行且均匀排列，多个腔体沿第二水平长度方向平行且均匀排布，第一水平方向和第二水平方向相互垂直。

技术领域

本发明属于超声检测领域，具体涉及一种超材料超声波定向发射控制器及无损检测装置。

背景技术

近年来，工业水平的不断提升促使工业上各种新需求的涌现，超声检测技术被广泛应用于工业界。

由于在对元件测量的过程中可能会遇到待测元件尺寸过大难以测量、待测元件形状特殊难以测量等问题。一些结构在锻造过程中可能会形成内部缺陷，例如孔隙、裂纹、夹杂等，这些缺陷的存在会影响这些材料基本属性，从而影响其使用。工业上常用超声检测装置对元件进行检测来确定元件的尺寸或存在的内部缺陷。在现有技术中，超声波通过楔块定向射入待测元件内。但是楔块存在难以摆放、耦合效率降低、移动受限、声能量透射率低等问题，不利于超声检测的进行。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种超材料超声波定向发射控制器及无损检测装置。为此，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种超材料超声波定向发射控制器，用于控制入射超声波沿指定方向偏转，其特征在于，包括：控制器主体；以及多个透射单元，设置在控制器主体上，用于使超声波透过并沿指定方向偏转，透射单元包括多个腔体，腔体具有腔部和透射孔，透射孔对称地设置在腔部的两侧并与腔部相连通，其中，控制器主体为平面薄板，多个透射单元沿第一水平方向平行且均匀排列，多个腔体沿第二水平长度方向平行且均匀排布，第一水平方向和第二水平方向相互垂直。

在本发明提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，第一水平方向为宽度方向，第二水平方向为长度方向，同一透射单元内的所有的腔部的形状、大小都相同，相邻的两个透射单元内的腔部的形状相同、宽度相同、长度不同，多个透射单元内在第一水平方向上对应的腔部以等相位差依次排列。

在本发明提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，透射孔倾斜设置。

在本发明提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，同个超材料超声波定向发射控制器内的所有的透射孔的宽度和倾斜角度都相同。

在本发明提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，透射孔倾斜45°设置。

在本发明提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，超材料超声波定向发射控制器采用不锈钢材质。

在本发明提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，超材料超声波定向发射控制器的声阻抗至少大于水声阻抗的20倍。

本发明提供了一种无损检测装置，用于对待测元件的尺寸或内部缺陷进行无损检测，其特征在于，包括：超材料超声波定向发射控制器，设置在待测元件的表面，用于控制超声波射入待测元件的方向，其中，超材料超声波定向发射控制器为上述的超材料超声波定向发射控制器。

在本发明提供的无损检测装置中，还可以具有这样的特征，还包括：超声检测装置主体，包括超声发射探头和超声接收探头，超声发射探头用于发射超声波，超声接收探头用于接收超声波。

在本发明提供的无损检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，超声发射探头发射的超声波沿第二水平方向垂直射入超材料超声波定向发射控制器内。

发明的作用与效果