面向高温环境的波导增强声发射波导杆制造技术

本发明专利技术公开了一种面向高温环境的导波增强声发射波导杆，包括波导杆主体、声学黑洞结构和传感器耦合平台，所述声学黑洞结构为楔形，所述声学黑洞结构的横截面最大的一端为连接端且横截面最小的一端为末端，所述连接端与所述波导杆主体的一端呈端对端连接，所述声学黑洞结构用于增强声发射信号；所述传感器耦合平台与所述末端端面固定。本发明专利技术能够实现在增大末端声发射信号强度的基础上降低末端的传导温度，且结构简单。且结构简单。且结构简单。

【技术实现步骤摘要】
面向高温环境的波导增强声发射波导杆


[0001]本专利技术涉及声发射检测
，特别涉及一种面向高温环境的波导增强声发射波导杆。

技术介绍

[0002]波导杆作为声发射检测技术的辅助工具，能够解决高温、深冷、辐射等特殊环境下无法直接在测试设备表面安装传感器的问题，然而在高温环境下，过高的设备表面温度会使得波导杆在具有较大长度时才能满足传感器的温度要求，导致声发射波的衰退程度较高，传感器接收的信号质量较差，无法对设备实现有效监测。此外，由于工程实践环境较为复杂，当波导杆长度受限，无法满足传感器温度要求时，高温设备表面的声发射信号获取也是传统波导杆难以解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种面向高温环境的波导增强声发射波导杆，能够实现在增大末端声发射信号强度的基础上降低末端的传导温度，且结构简单。
[0004]根据本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆，包括：
[0005]波导杆主体；
[0006]声学黑洞结构，所述声学黑洞结构为楔形，所述声学黑洞结构的横截面最大的一端为连接端且横截面最小的一端为末端，所述连接端与所述波导杆主体的一端呈端对端连接，所述声学黑洞结构用于增强声发射信号；
[0007]传感器耦合平台，所述传感器耦合平台与所述末端端面固定。
[0008]根据本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强发射波导杆，由于声学黑洞结构为楔形，声学黑洞结构的横截面自连接端至末端面积逐渐变小，连接端与波导杆主体的一端呈端对端连接，这样，声学黑洞结构能够将沿波导杆主体传播的声发射波汇聚到末端，即利用了声学黑洞结构的能量汇聚效应，有效地增强了声发射信号，使得面向高温环境的导波增强声发射波导杆的长度可以满足要求。由于末端端面面积小，传感器耦合平台固定在末端端面上，二者接触面积小，即热传导接触面积小，同时，传感器耦合平台可以方便传感器的安装，传感器安装在传感器耦合平台上，既够有效地测量声发射信号，又可以满足传感器的温度要求。因此，本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强发射波导杆实现了在增大末端声发射信号强度的基础上降低末端的传导温度，解决了传统波导杆在高温环境下无法兼顾降温与有效传导声发射信号的问题。此外，本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆的结构简单。
[0009]本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强发射波导杆与传统波导杆相比，能够通过增大声发射信号到达安装在传感器耦合平台的传感器7前的强度抑制声发射波在传播过程中的衰减，同时，热传导截面面积的减小在一定程度上也可减弱温度的传递。本专利技术实施
例的面向高温环境的导波增强发射波导杆与快速傅里叶变化、小波分析等降噪方法相比，能够通过改变结构参数，实现可选择频带信号的增强。
[0010]在一些实施例中，所述声学黑洞结构具有至少一个减材曲面。
[0011]在一些实施例中，所述减材曲面有四个。
[0012]在一些实施例中，所述声学黑洞结构的任意横截面为方形。
[0013]在一些实施例中，所述声学黑洞结构的方形横截面的边长按幂函数形式自所述连接端至所述末端方向逐渐减小。
[0014]在一些实施例中，所述声学黑洞结构的方形横截面边长为：
[0015]d(x)＝εx
m
+d0，(0≤x≤l2)
[0016]其中，d(x)为所述声学黑洞结构的方形横截面边长；d0为所述声学黑洞结构的末端端面边长；ε为常数；m为幂指数；l2为所述声学黑洞结构自所述连接端至所述末端之间的长度。
[0017]在一些实施例中，所述幂指数为：m≥2，所述常数为：
[0018]在一些实施例中，所述声学洞结构与所述波导杆为一体件。
[0019]在一些实施例中，所述传感器耦合平台的厚度不大于1mm。
[0020]在一些实施例中，所述波导杆主体的横截面为方形或圆形。
[0021]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆的立体示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆的侧面示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆的一个仿真实验的示意图之一；
[0026]图4是本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆的一个仿真实验的示意图之二；
[0027]图5是传统波导杆的一个仿真实验的示意图之一；
[0028]图6是传统波导杆的一个仿真实验的示意图之二；
[0029]图7是仿真实验的温度实验效果示意图；
[0030]图8是仿真实验的声发射信号的实验效果示意图。
[0031]附图标记
[0032]面向高温环境的导波增强声发射波导杆1000；波导杆主体1；声学黑洞结构2；连接端201；末端202；减材曲面203；传感器耦合平台3；均匀板4；声发射源5；传统波导杆6；传感器7。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]下面结合图1至图8描述本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆1000。
[0035]如图1至图4所示，根据本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强声发射波导杆1000，包括波导杆主体1、声学黑洞结构2和传感器耦合平台3，声学黑洞结构2为楔形，声学黑洞结构2的横截面最大的一端为连接端201且横截面最小的一端为末端202，连接端201与波导杆主体1的一端呈端对端连接，声学黑洞结构2用于增强声发射信号；传感器耦合平台3与末端202端面固定。
[0036]根据本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强发射波导杆，由于声学黑洞结构2为楔形，声学黑洞结构2的横截面自连接端201至末端202面积逐渐变小，连接端201与波导杆主体1的一端呈端对端连接，这样，声学黑洞结构2能够将沿波导杆主体1传播的声发射波汇聚到末端202，即利用了声学黑洞结构2的能量汇聚效应，有效地增强了声发射信号，使得面向高温环境的导波增强声发射波导杆1000的长度可以满足要求。由于末端202端面面积小，传感器耦合平台3固定在末端202端面上，二者接触面积小，即热传导接触面积小，同时，传感器耦合平台3可以方便传感器7的安装，传感器7安装在传感器耦合平台3上，既够有效地测量声发射信号，又可以满足传感器7的温度要求。因此，本专利技术实施例的面向高温环境的导波增强发射波导杆实现了在增大末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向高温环境的导波增强声发射波导杆，其特征在于，包括：波导杆主体；声学黑洞结构，所述声学黑洞结构为楔形，所述声学黑洞结构的横截面最大的一端为连接端且横截面最小的一端为末端，所述连接端与所述波导杆主体的一端呈端对端连接，所述声学黑洞结构用于增强声发射信号；传感器耦合平台，所述传感器耦合平台与所述末端端面固定。2.根据权利要求1所述的面向高温环境的导波增强声发射波导杆，其特征在于，所述声学黑洞结构具有至少一个减材曲面。3.根据权利要求2所述的面向高温环境的导波增强声发射波导杆，其特征在于，所述减材曲面有四个。4.根据权利要求3所述的面向高温环境的导波增强声发射波导杆，其特征在于，所述声学黑洞结构的任意横截面为方形。5.根据权利要求4所述的面向高温环境的导波增强声发射波导杆，其特征在于，所述声学黑洞结构的方形横截面的边长按幂函数形式自所述连接端至所述末端方向逐渐减小。6.根据权利要求5所述的面向高温环境的导波增强声发射波导杆，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何田，符记，刘振宇，刘献栋，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：