一种异形压电元件同心叠制式承压换能器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种异形压电元件同心叠制式承压换能器，包括振子堆面罩、屏蔽罩，振子堆面罩内表面与屏蔽罩的内壁构成封闭空间，振子堆面罩的外表面为换能器的超声波辐射/接收面，还包括依次同心复叠于屏蔽罩内部上表面的径向振动元件、横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二，横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二按灵敏度方向旋转角度进行复叠，横向剪切振动元件二上设有吸收堆，径向振动元件、横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二分别接有引出导线。本实用新型专利技术的有益效果为：本实用新型专利技术的换能器可以在高温、高压环境下，在受试样品同一个中心点上获取一个纵波和两个不同向量的横波，还可以根据需要选择不同几何尺寸来获取不同的振动频率。

A kind of pressure transducer with special piezoelectric element

【技术实现步骤摘要】
一种异形压电元件同心叠制式承压换能器
本技术涉及岩石、煤炭超声波检测
，尤其涉及一种异形压电元件同心叠制式承压换能器。
技术介绍
异形压电元件同心叠制式承压换能器，是岩石、煤炭等非金属材料超声波测试中的重要检测设备；特别是受试样品必须在高温、高压条件下使用时，显得尤其重要。以前都是利用压电元件组成环形横波换能器；或者是利用压电元件在一个平面上分别贴置两个不同剪切方向的横波换能器。但因为岩石、煤炭它们是一个多晶体，挠曲横波和两个不同中心点产生的横波是难以准确说明问题的，而且它们的纵波获得也是和横波不在同一个位置，这样对测验样品的泊松比和弹性模量的测定带来了许多不确定性。如何解决上述技术问题为本技术面临的课题。
技术实现思路
本技术的目的在于为了克服现有岩石、煤炭等多晶体材料在高温、高压条件下，在样品同一中心点上不能获取x方向、y方向和z方向的超声波信息，而提供一种异形压电元件同心叠制式承压换能器。本技术是通过如下措施实现的：一种异形压电元件同心叠制式承压换能器，包括振子堆面罩、屏蔽罩，所述振子堆面罩内表面与所述屏蔽罩的内壁构成封闭空间，所述振子堆面罩的外表面为换能器的超声波辐射/接收面，还包括依次同心复叠于所述屏蔽罩内部上表面的径向振动元件、横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二，所述横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二按灵敏度方向旋转度进行复叠，所述横向剪切振动元件二上设有吸收堆，所述径向振动元件、横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二分别接有引出导线；所述异形压电元件同心叠制式承压换能器信号输出端通过发射机连接待测设备输入端，所述异形压电元件同心叠制式承压换能器分别通过宽带放大器、电子衰减器和多通道采集与所述可视化分析系统连接。所述径向振动元件、横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二采用不同的耦合材料同心依次复叠而成；所述横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二按灵敏度方向旋转度进行复叠，两横向剪切振动元件在一个点上产生两个不同方向的剪切横波、径向振动元件产生径向纵波，从而在同一点产生三份量波形，也即是X方向、Y方向和Z方向；各振动子背面有吸收背景，以获得良好的波形，每个振动子粘附在所述屏蔽罩内部上表面上；所述粘合胶是耐高温耐高压的粘合胶。作为本技术提供的一种异形压电元件同心叠制式承压换能器进一步优化方案，在所述振子堆面罩上还设有覆盖所述屏蔽罩的承压腔体，所述承压腔体的所述承压腔体的顶部周向分别等间距布置纵波输入/输出插座、横波一输入/输出插座和横波二输入/输出插座；所述纵波输入/输出插座、横波一输入/输出插座和横波二输入/输出插座均为与所述承压腔体的内壁导通的导向套，连接所述导向套的固定座，将所述固定座与所述承压腔体固定的密封螺栓组件，所述密封螺栓组件将所述承压腔体上的引出所述引出导线引出处密封。作为本技术提供的一种异形压电元件同心叠制式承压换能器进一步优化方案，沿所述振子堆面罩底面的径向等间距设置若干个同心的环形渗流槽。作为本技术提供的一种异形压电元件同心叠制式承压换能器进一步优化方案，位于所述径向振动元件外部的所述振子堆面罩内表面上设有圆形分割槽，充填中性耐火材料，使其获得独特的振动边界条件。作为本技术提供的一种异形压电元件同心叠制式承压换能器进一步优化方案，所述承压腔体外侧与所述振子堆面罩底部的内侧壁接合处设有O型密封圈，用于所述承压腔体与所述振子堆面罩的接合处密封。作为本技术提供的一种异形压电元件同心叠制式承压换能器进一步优化方案，所述承压腔体与所述振子堆面罩底部通过固定螺丝固定连接。作为本技术提供的一种异形压电元件同心叠制式承压换能器进一步优化方案，沿所述振子堆面罩底面的径向设有一组通液孔和一组固定螺丝安装孔，每组通液孔和每组固定螺丝安装孔各两个。作为本技术提供的一种异形压电元件同心叠制式承压换能器进一步优化方案，所述径向振动元件、横向剪切振动元件一和横向剪切振动元件二的形状为圆形或者正方形。本技术的换能器可以用于发射换能器与接收换能器，可以直接使用在机械压力机的压力室中；如果配套使在其它压力容器内也可以植入其它结构的耐压的承压腔体。本技术的有益效果为：本技术提出的异形压电元件同心叠制式承压换能器，该换能器合成后内置一个纵波换能器和两个相位相差九十度的横波换能器，它们都在一个中心点上激发出纵波和横波，是一种可以在高温高压条件下一次性获得被测试样品的泊松比和分辨材料是否存在各项异性的特殊检测装置；克服现有岩石、煤炭等多晶体材料在高温、高压条件下，在样品同一中心点上不能获取x方向、y方向和z方向的超声波信息；可以在高温、高压环境下，在受试样品同一个中心点上获取一个纵波和两个不同向量的横波，还可以根据需要选择不同几何尺寸来获取不同的振动频率。附图说明图1为本技术异形压电元件同心叠制式承压换能器的结构示意图一。图2为本技术异形压电元件同心叠制式承压换能器结构示意图二。图3为本技术实施例中测试系统整机原理框图。图4为本技术实施例中放大器电原理图。图5为本技术实施例中发射机电原理图。图6为本技术实施例中控制器电原理图。图7为本技术实施例中电源电原理图。其中，附图标记为：1、振子堆面罩；2、屏蔽罩；3、径向振动元件；4、横向剪切振动元件一；5、横向剪切振动元件二；6、吸收堆；7、引出导线；8、承压腔体；9、纵波输入/输出插座；10、横波一输入/输出插座；11、横波二输入/输出插座；12、密封螺栓组件；13、环形渗流槽；14、圆形分割槽。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。参见图1至图7，本技术是：一种异形压电元件同心叠制式承压换能器，包括振子堆面罩1、屏蔽罩2，振子堆面罩1内表面与屏蔽罩2的内壁构成封闭空间，振子堆面罩1的外表面为换能器的超声波辐射/接收面，还包括依次同心复叠于屏蔽罩2内部上表面的径向振动元件3、横向剪切振动元件一4和横向剪切振动元件二5，横向剪切振动元件一4和横向剪切振动元件二5按灵敏度方向旋转90度进行复叠，横向剪切振动元件二5上设有吸收堆6，径向振动元件3、横向剪切振动元件一4和横向剪切振动元件二5分别接有引出导线7；所述异形压电元件同心叠制式承压换能器信号输出端通过发射机连接待测设备输入端，所述异形压电元件同心叠制式承压换能器分别通过宽带放大器、电子衰减器和多通道采集与所述可视化分析系统连接。径向振动元件3、横向剪切振动元件一4和横向剪切振动元件二5采用不同的耦合材料同心依次复叠而成；横向剪切振动元件一4和横向剪切振动元件二5按灵敏度方向旋转90度进行复叠，两横向剪切振动元件在一个点上产生两个不同方向的剪切横波、径向振动元件3产生径向纵波，从而在同一点产生三份量波形，也即是X方向、Y方向和Z方向；各振动子背面有吸收背景，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异形压电元件同心叠制式承压换能器，其特征在于，包括振子堆面罩(1)、屏蔽罩(2)，所述振子堆面罩(1)内表面与所述屏蔽罩(2)的内壁构成封闭空间，所述振子堆面罩(1)的外表面为换能器的超声波辐射/接收面，还包括依次同心复叠于所述屏蔽罩(2)内部上表面的径向振动元件(3)、横向剪切振动元件一(4)和横向剪切振动元件二(5)，所述横向剪切振动元件一(4)和横向剪切振动元件二(5)按灵敏度方向旋转90度进行复叠，所述横向剪切振动元件二(5)上设有吸收堆(6)，所述径向振动元件(3)、横向剪切振动元件一(4)和横向剪切振动元件二(5)分别接有引出导线(7)；/n所述异形压电元件同心叠制式承压换能器信号输出端通过发射机连接待测设备输入端，所述异形压电元件同心叠制式承压换能器分别通过宽带放大器、电子衰减器和多通道采集与可视化分析系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种异形压电元件同心叠制式承压换能器，其特征在于，包括振子堆面罩(1)、屏蔽罩(2)，所述振子堆面罩(1)内表面与所述屏蔽罩(2)的内壁构成封闭空间，所述振子堆面罩(1)的外表面为换能器的超声波辐射/接收面，还包括依次同心复叠于所述屏蔽罩(2)内部上表面的径向振动元件(3)、横向剪切振动元件一(4)和横向剪切振动元件二(5)，所述横向剪切振动元件一(4)和横向剪切振动元件二(5)按灵敏度方向旋转90度进行复叠，所述横向剪切振动元件二(5)上设有吸收堆(6)，所述径向振动元件(3)、横向剪切振动元件一(4)和横向剪切振动元件二(5)分别接有引出导线(7)；
所述异形压电元件同心叠制式承压换能器信号输出端通过发射机连接待测设备输入端，所述异形压电元件同心叠制式承压换能器分别通过宽带放大器、电子衰减器和多通道采集与可视化分析系统连接。


2.根据权利要求1所述的异形压电元件同心叠制式承压换能器，其特征在于，在所述振子堆面罩(1)上还设有覆盖所述屏蔽罩(2)的承压腔体(8)，所述承压腔体(8)的
所述承压腔体(8)的顶部周向分别等间距布...

【专利技术属性】
技术研发人员：宦浩然，
申请(专利权)人：宦浩然，
类型：新型
国别省市：江苏;32