声学发射传感器装置制造方法及图纸

公开了示例性声学发射传感器装置。本文所公开的示例性装置包括声学接收器、声学发生器、和耐磨板。声学发生器被设置为邻近声学接收器。耐磨板声学地耦合到声学接收器和声学发生器。耐磨板被配置为通过被耦合的装置被测试的结构将声能从声学发生器传送到声学接收器。耐磨板包括第一声学隔离件以阻碍声能从声学发生器通过耐磨板传送到声学接收器。

【技术实现步骤摘要】
声学发射传感器装置
本公开内容总体上涉及无损测试，更具体来说，涉及具有集成声学发生器的声学发射传感器。
技术介绍
最近几年，声学发射测试已经用于测量在形成裂缝之前结构可以被加载多少、检测结构中的裂缝、以及检测承载流体的装备(例如，阀)中的内部泄露。在声学发射测试期间，经受测试的结构被逐步加载到已知的应力(通常大于结构将在实际使用时经历的服役应力)，并且声学发射传感器用于在裂缝出现在加载的结构中时检测裂缝(例如，裂缝的尺寸和位置)。在其它情形下，利用声学发射传感器监控阀，以在阀内出现内部泄露时检测内部泄露。声学发射传感器通常包括接收器，其耦合到耐磨板，经由数据电缆连接到计算机，并被壳体覆盖。接收器通常包括压电元件或换能器。耐磨板通常用作为接收器与经受测试的结构之间的界面(例如，屏障)。当由结构改变(例如，产生裂缝、产生内部阀泄露、等等)引起的声学发射到达接收器时，压电换能器产生电信号，该电信号经由数据电缆被发送到计算机。然而，由裂缝引起的声学发射是不可重复的(例如，对于给定的测试负载仅出现一个裂缝和一次相应的声学发射)。因此，当结构改变首先形成以针对经受声学发射测试的结构收集精确数据时，声学发射传感器必须在单次出现时检测声学发射。此外，尽管内部泄露连续产生声学发射，但是声学发射传感器必须精确地检测声学发射以确定内部泄露的严重性。精确的声学发射感测高度依赖于耐磨板与所测试的结构之间的良好(例如，在声学上可传送的)接合。为了确保所测试的结构与耐磨板之间的良好接合，流体(例如，胶水、油脂)通常在结构与耐磨板之间使用以填充耐磨板与结构之间的空隙(通常是微小的)，不然，将阻碍从结构到声学发射传感器的声传输。此外，通过将已知强度的测试声信号施加于结构，针对声可传送性测试接合。由接收器在初始强度或初始强度附近接收到声信号指示良好的接合。
技术实现思路
鉴于传统的声学发射传感器可能出现关于测试声信号的强度的变化，但不清楚声学发生器的安装或声学发射传感器的安装、还是两者是差的问题，以及在声学发生器和/或声学发射传感器被临时安装在结构上的情况下，准确地复制声学发生器和声学发射传感器的测试布置以跟进声学发射测试通常是困难的问题，提出了具有集成声学发生器的声学发射传感器装置。在一个实施例中，一种声学发射传感器装置包括声学接收器；声学发生器和耐磨板。声学发生器被设置为邻近声学接收器。耐磨板声学地耦合到声学接收器和声学发生器。耐磨板将声能从声学发生器穿过与装置耦合的受测结构传递到声学接收器。耐磨板包括第一声隔离件，以阻碍声能从声学发生器穿过耐磨板传输到声学接收器。在一个示例中，该装置还包括壳体，声学发生器和声学接收器被设置在壳体中，并且壳体中的固定剂至少部分地封装声学发生器和声学接收器。在一个示例中，还包括第二声隔离件，第二声隔离件位于声学发生器中，以阻碍声能从声学发生器传输到壳体内的所述固定剂中。在一个示例中，第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层。在一个示例中，高声阻抗层和低声阻抗层交替。在一个示例中，第二声隔离件为半球形。在一个示例中，声学发生器包括波导杆，并且其中，第二声隔离件为圆柱形，波导杆被第二声隔离件径向地包围。在一个示例中，声学发生器包括声信号发生元件，并且其中，波导杆将声信号发生元件声学地耦合到耐磨板。在一个示例中，第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层，高声阻抗层和低声阻抗层相对于波导杆径向地叠置。在一个示例中，第一声隔离件是粘合聚合物，其中，耐磨板包括通过粘合聚合物连接到接收器部分的声学发生器部分，其中，声学发生器声学地耦合到所述声学发生器部分，并且其中，接收器声学地耦合到接收器部分。在另一个实施例中，一种声学发射传感器装置包括声学发生器、接收器和耐磨板。接收器被设置为邻近声学发生器。耐磨板声学地耦合到声学发生器和接收器。耐磨板将声能从声学发生器传递到受测结构和接收器。在一个示例中，声学发生器和接收器通过固定剂被保持在壳体中，并且其中，声学发生器还包括声信号发生元件和隔声装置，隔声装置阻碍声能从声信号发生元件穿过所述固定剂传输到接收器。在一个示例中，隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层。在一个示例中，高声阻抗层和所述低声阻抗层交替。在一个示例中，隔声装置是半球状的。在一个示例中，声学发生器包括波导杆，波导杆被隔声装置径向地包围。在一个示例中，隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层，高声阻抗层和低声阻抗层围绕波导杆径向地叠置。在另一个实施例中，一种声学发射传感器装置包括壳体、耐磨板的接收器部分、声学接收器、声信号发生元件、耐磨板的声学发生器部分、以及粘合聚合物。耐磨板的接收器部分被壳体支撑。声学接收器声学地耦合到接收器部分并设置在壳体中。声信号发生元件设置在壳体中。耐磨板的声学发生器部分声学地耦合到声信号发生元件。粘合聚合物被夹在声学发生器部分与接收器部分之间，并阻碍声能从声学发生器部分传输到接收器部分。在一个示例中，该装置还包括固定剂和隔声装置，固定剂设置在壳体中，以保持声学接收器和声信号发生元件，隔声装置位于壳体中，以阻碍声能从声学发生器部分传输到固定剂中。在一个示例中，隔声装置包括高声阻抗层和低声阻抗层。根据本技术的声学发射传感器装置，提供可以确信地安装(例如，传感器将收集精确数据)到结构以经由声学发射进行测试和/或监测，另外，可以允许后续安装质量测试，而不需要安装单独的测试声学发生器，以及可以将声学发射测试中涉及的安装数量减半，从而简化和加速声学发射测试过程。附图说明图1例示了利用本文所描述的示例性声学发生器实现的示例性声学发射传感器装置。图2是图1中的示例性声学发射传感器装置的示例性布置的横截面视图。图3是图2中的示例性声学发生器的替代的示例性布置的放大横截面视图。图4是图2中的示例性声学发生器的替代的示例性布置的放大横截面视图。图5是图4中的示例性声学发生器的替代的示例性布置的放大横截面视图。图6是被实现有本文所描述的示例性耐磨板的图1中的示例性声学发射传感器的底视图。图7是利用本文所描述的示例性耐磨板的替代的示例性布置实现的图1中的示例性声学发射传感器的底视图。图8是图1中的示例性声学发射传感器装置的替代的示例性布置的横截面视图。图9是利用本文所描述的示例性耐磨板的替代的示例性布置实现的图1中的示例性声学发射传感器的底视图。图10是表示可以执行以安装图1-图9中的示例性声学发射传感器装置的示例性方法的流程图。附图并非按比例绘制。事实上，为了使多个层和区域清楚，层的厚度在附图中可以被放大。在可能的情况下，贯穿附图和所附的书面描述将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部分。如在本专利申请中使用的，陈述任何部分(例如，层、膜、区域、或板)以任何方式位于(例如，位于、定位在、设置在、或形成在、等等)另一部分上表示所提及的部分与另一部分接触，或者所提及的部分位于另一部分之上，其中一个或多个中间部分位于它们之间。陈述任何部分与另一部分接触表示在两个部分之间没有中间部分。具体实施方式当使用传统的声学发射传感器时，可能出现关于测试声信号的强度的变化，这是因为提供测试声信号的声学发生器在物理上与声学发射传感器分隔开，并因此需要其自己的声学上可传递的安装。如果接收器接收到高度降级的测试声信号，则不清楚声学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声学发射传感器装置，其特征在于，所述装置包括：声学接收器；声学发生器，所述声学发生器被设置为邻近所述声学接收器；以及耐磨板，所述耐磨板声学地耦合到所述声学接收器和所述声学发生器，其中，所述耐磨板将声能从所述声学发生器穿过与所述耐磨板耦合的受测结构传递到所述声学接收器，并且其中，所述耐磨板包括第一声隔离件，以阻碍声能从所述声学发生器穿过所述耐磨板传输到所述声学接收器。

【技术特征摘要】
2016.10.25 US 15/333,6581.一种声学发射传感器装置，其特征在于，所述装置包括：声学接收器；声学发生器，所述声学发生器被设置为邻近所述声学接收器；以及耐磨板，所述耐磨板声学地耦合到所述声学接收器和所述声学发生器，其中，所述耐磨板将声能从所述声学发生器穿过与所述耐磨板耦合的受测结构传递到所述声学接收器，并且其中，所述耐磨板包括第一声隔离件，以阻碍声能从所述声学发生器穿过所述耐磨板传输到所述声学接收器。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括壳体，所述声学发生器和所述声学接收器被设置在所述壳体中，并且所述壳体中的固定剂至少部分地封装所述声学发生器和所述声学接收器。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括第二声隔离件，所述第二声隔离件位于所述声学发生器中，以阻碍声能从所述声学发生器传输到所述壳体内的所述固定剂中。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高声阻抗层和所述低声阻抗层交替。6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二声隔离件为半球形。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述声学发生器包括波导杆，并且其中，所述第二声隔离件为圆柱形，所述波导杆被所述第二声隔离件径向地包围。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述声学发生器包括声信号发生元件，并且其中，所述波导杆将所述声信号发生元件声学地耦合到所述耐磨板。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二声隔离件包括高声阻抗层和低声阻抗层，所述高声阻抗层和所述低声阻抗层相对于所述波导杆径向地叠置。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一声隔离件是粘合聚合物，其中，所述耐磨板包括通过所述粘合聚合物连接到接收器部分的声学发生器部分，其中，所述声学发生器声学地耦合到所述声学发生器部分，并且其中，所述接收器声学地耦合到所述接收器部分。11.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·达梅，P·R·凯利，C·M·尼古劳斯，R·A·努德斯特伦，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US