一种宽频带聚焦超声波传感器及具有其的超声波检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种宽频带聚焦超声波传感器及具有其的超声波检测系统，涉及传感器技术领域。所述宽频带聚焦超声波传感器包含壳体、晶片、电极、电感器及背衬；所述背衬填充在所述壳体内；所述晶片设置为球面晶片，晶片安装在所述壳体的一端与所述背衬接触；所述电极包含第一导体和第二导体，所述第一导体的一端连接电源，另一端连接所述背衬；所述第二导体的一端连接电源，另一端连接所述晶片；所述电感器的两端分别与所述第一导体和第二导体连接；电感器安装在所述壳体内远离所述晶片的一端。本实用新型专利技术的优点在于：本实用新型专利技术的宽频带聚焦超声波传感器既能保证横向分辨率也能保证纵向分辨，可以提高缺陷定位和定量。

Broadband focused ultrasonic sensor and ultrasonic detection system having the same

The utility model discloses a wide-band focused ultrasonic sensor and an ultrasonic detection system with the same, relating to the technical field of sensors. The wideband focusing ultrasonic sensor comprises a shell, a wafer, electrode, inductor and backing; the backing is filled in the casing; the wafer is arranged for spherical wafer, wafer mounting lining back contact is formed at one end of the shell and the; the electrode includes a first conductor and the second conductor. One end of the first conductor is connected with the power supply, the other end is connected with the back lining; one end of the second conductor is connected with the power supply, the other end is connected with the wafer; both ends of the inductor is connected with the first and second conductors; inductor installed in the wafer from one end of the shell. The utility model has the advantages that the broadband focusing ultrasonic sensor of the utility model can not only guarantee the lateral resolution, but also ensure the vertical resolution, and can improve the defect positioning and quantification.

【技术实现步骤摘要】
一种宽频带聚焦超声波传感器及具有其的超声波检测系统
本技术涉及传感器
，具体涉及一种宽频带聚焦超声波传感器及具有其的超声波检测系统。
技术介绍
航空发动机关键零部件超声检测对缺陷定位和定量要求极高，为保证准确将缺陷定位和定量，需要保证传感器的横向分辨率和纵向分辨率。现有的技术不能同时保证横向分辨率和纵向分辨率要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种宽频带聚焦超声波传感器及具有其的超声波检测系统，以解决或至少减轻
技术介绍
中所存在的至少一处的问题。本技术采用的技术方案是：提供一种宽频带聚焦超声波传感器，包含壳体、晶片、电极、电感器及背衬；所述背衬填充在所述壳体内；所述晶片设置为球面晶片，晶片安装在所述壳体的一端与所述背衬接触；所述电极从所述壳体的另一端引入壳体内部，电极包含第一导体和第二导体，所述第一导体的一端连接电源，另一端连接所述背衬；所述第二导体的一端连接电源，另一端连接所述晶片；所述电感器的两端分别与所述第一导体和第二导体连接；电感器安装在所述壳体内远离所述晶片的一端。优选地，所述晶片的球面曲率半径为6～14mm。优选地，所述晶片的厚度为0.8～1mm。优选地，所述晶片的曲率半径为8mm，厚度为0.9mm。优选地，所述背衬远离晶片的侧面的距离所述晶片的最小厚度为2～4mm。优选地，所述电感器的电感为60～100毫亨。本技术还提供了一种超声波检测系统，所述超声波检测系统包含如上所述的宽频带聚焦超声波传感器。本技术的有益效果在于：本技术通过球面晶片设计出宽频带聚焦超声波传感器，宽频带传感器可以提高缺陷的纵向分辨率，即沿声速传播方向的最小分辨尺寸；通过控制球面晶片的曲率半径，来决定焦点半径的大小，提高缺陷的横向分辨率；本技术的宽频带聚焦超声波传感器既能保证横向分辨率也能保证纵向分辨，可以提高缺陷定位和定量，准确定位和定量可以减少航空发动机零件的报废率和减少后续不必要的加工工序。附图说明图1是本技术一实施例的宽频带聚焦超声波传感器的示意图。其中，1-壳体，2-晶片，3-电极，31-第一导体，32-第二导体，4-电感器，5-背衬。具体实施方式为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。如图1所示，一种宽频带聚焦超声波传感器，包含壳体1、晶片2、电极3、电感器4及背衬5；背衬5填充在壳体1内；在本实施例中，背衬5安装在壳体1的中部，在背衬5的一侧安装电极3，另一侧安装晶片2。背衬5包含钨粉和环氧树脂，钨粉与环氧树脂的比例为50％～70％，使背衬声阻抗数值达到晶片声阻抗数值的四分之三。背衬5的主要作用是与晶片匹配，减少晶片振动的次数。晶片2设置为球面晶片，晶片2安装在壳体1的一端与背衬5接触，球面晶片2的内凹面远离所述背衬5，并朝向被检测的零件侧；在本实施例中，晶片2的曲率半径为8mm，厚度为0.9mm。可以理解的是，晶片2的曲率半径还可以根据实际需要设定，例如，在一个备选实施例中，晶片2的曲率半径为10mm；在另一备选实施例中，晶片2的曲率半径为12mm；晶片2的球面曲率半径可以在6～14mm之间任意设定。可以理解的是，晶片2的厚度也可以根据实际需要设定，例如，在一个备选实施例中，晶片2的厚度为0.95mm；在另一备选实施例中，晶片2的厚度为0.85mm；晶片1的厚度可以在0.8～1mm之间任意设定。电极3从壳体1的另一端引入壳体内部，电极3包含第一导体31和第二导体32，第一导体31的一端连接电源，另一端连接背衬5；第二导体32的一端连接电源，另一端连接晶片2；电感器4的两端分别与第一导体31和第二导体32连接；电感器4安装在壳体1内远离晶片2的一端。在本实施例中，背衬远离晶片2的一侧距离晶片的最小距离为3mm。可以理解的是，所述最小距离还可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，背衬远离晶片的侧面距离晶片2的最小厚度为2.5mm；在另一备选实施例中，背衬远离晶片的侧面距离晶片2的最小厚度为3.5mm；且背衬远离晶片的侧面距离晶片2的最小厚度可以在2～4mm之间任意设定。在本实施例中，电感器4的电感为80毫亨；可以理解的是，电感器4的电感可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，电感器4的电感为70毫亨；在另一备选实施例中，电感器4的电感为90毫亨；且电感器4的电感可以在60～100毫亨之间任意设定。采用现有的技术方案(平晶片传感器或聚焦传感器)对多个带有人工缺陷的试件进行超声波检测，分别将检测结果记录与新设计的宽频带聚焦传感器对比。具有同样宽度的频带传感器或具有相同焦点直径和相同焦距的传感器与新设计的宽频带聚焦传感器相比，试验结果表明，新设计的宽频带聚焦传感器具有在定位和定量上，更接近模拟缺陷的真实值。本实施例的宽频带聚焦超声波传感器在超声波检测评价过程中，可以对缺陷更准确的定位和定量。超声波检测对缺陷的准确定量可以准确的给出缺陷真实的大小，可以准确的按照缺陷的真实尺寸进行评判。降低零件误判废率和减少后续不必要的加工。超声波检测对缺陷的准确定位，可以根据图纸的要求和缺陷实际位置综合考虑，是否可以将缺陷在后续加工过程中去除。本实施例还提供了一种超声波检测系统，所述超声检测系统包含如上所述的宽频带聚焦超声波传感器。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频带聚焦超声波传感器，其特征在于，包含壳体(1)、晶片(2)、电极(3)、电感器(4)及背衬(5)；所述背衬(5)填充在所述壳体(1)内；所述晶片(2)设置为球面晶片，晶片(2)安装在所述壳体(1)的一端与所述背衬(5)接触；所述电极(3)从所述壳体(1)的另一端引入壳体内部，电极(3)包含第一导体(31)和第二导体(32)，所述第一导体(31)的一端连接电源，另一端连接所述背衬(5)；所述第二导体(32)的一端连接电源，另一端连接所述晶片(2)；所述电感器(4)的两端分别与所述第一导体(31)和第二导体(32)连接；电感器(4)安装在所述壳体(1)内远离所述晶片(2)的一端。

【技术特征摘要】
1.一种宽频带聚焦超声波传感器，其特征在于，包含壳体(1)、晶片(2)、电极(3)、电感器(4)及背衬(5)；所述背衬(5)填充在所述壳体(1)内；所述晶片(2)设置为球面晶片，晶片(2)安装在所述壳体(1)的一端与所述背衬(5)接触；所述电极(3)从所述壳体(1)的另一端引入壳体内部，电极(3)包含第一导体(31)和第二导体(32)，所述第一导体(31)的一端连接电源，另一端连接所述背衬(5)；所述第二导体(32)的一端连接电源，另一端连接所述晶片(2)；所述电感器(4)的两端分别与所述第一导体(31)和第二导体(32)连接；电感器(4)安装在所述壳体(1)内远离所述晶片(2)的一端。2.如权利要求1所述的宽频...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，刘福春，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21