含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，包括有底板，所述的底板内固定有声头，所述的底板由柔性高分子材料制成，所述的声头从下至上包括有背衬层、压电复合晶片以及第一匹配层，所述的底板上所述声头的两侧设置有涡流线圈，所述的压电复合晶片与第一FPC软电路板电连接，所述的涡流线圈与第二FPC软电路板电连接，所述的第一FPC软电路板和第二FPC软电路板经转接板与外接线缆相连接，所述的底板的上表面覆盖有第二匹配层，其制备方法，依次包括底板制作、叠层制作、声头制作、声头安装、涡流线圈安装、连接转接板以及粘接第二匹配层。其优点在于：结构合理，制备方便，能够耦合不规则曲面，提高缺陷检出成功率。提高缺陷检出成功率。提高缺陷检出成功率。

【技术实现步骤摘要】
含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头及制作方法


[0001]本专利技术涉及无损检测
，具体地说是含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头及制作方法。

技术介绍

[0002]一般管材或者棒材在成型的过程中，总是会有气孔，裂纹，夹杂等缺陷的产生，而且这些缺陷的分布一般是无序的，在钢棒或者钢管表面至底面各个位置，这对于常规的无损检验探头包括接触式单晶或者双晶超声探头的提出了巨大的挑战，现有的探头容易出现漏检的情况。

技术实现思路

[0003]本专利技术之目的是弥补上述之不足，向社会公开一种结构合理，制备方便，能够耦合不规则曲面，提高缺陷检出成功率的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头及制作方法。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，包括有底板，所述的底板内固定有声头，所述的底板由柔性高分子材料制成，所述的声头从下至上包括有背衬层、压电复合晶片以及第一匹配层，所述的底板上所述声头的两侧设置有涡流线圈，所述的压电复合晶片与第一FPC软电路板电连接，所述的涡流线圈与第二FPC软电路板电连接，所述的第一FPC软电路板和第二FPC软电路板经转接板与外接线缆相连接，所述的底板的上表面覆盖有第二匹配层。
[0005]进一步优化本技术方案的措施是：作为改进，所述的压电复合晶片包括有压电陶瓷片，所述的压电陶瓷片上下表面分别制有上电极层和下电极层。
[0006]作为改进，所述的压电陶瓷片上下表面通过磁控溅射工艺制成上电极层和下电极层。
[0007]作为改进，所述的上电极层包括上电极镍铬层和上电极金层，所述的下电极层包括有下电极镍铬层和下电极金层。
[0008]作为改进，所述的涡流线圈的纵向埋设深度相同，其沿轴向方向在横向位置上交替设置。
[0009]作为改进，所述的底板上轴向设置有声头固定槽，所述的底板上还设置有涡流线圈固定孔。
[0010]作为改进，所述的外接线缆外设置有护线套。
[0011]含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头的制作方法，包括以下步骤：步骤一、底板制作：由柔性高分子材料浇注加工制成底板，同时一体成型声头固定槽和涡流线圈固定孔；
步骤二、叠层制作：将无机粉末材料通过高温烧结材料烧结，然后经过线切割切片、研磨、划片成设计尺寸，制成压电陶瓷片，所述的压电陶瓷片上下表面通过磁控溅射工艺制成上电极层和下电极层，再将第一匹配层粘接于上电极层上，制得叠层；步骤三、声头制作：叠层通过工装夹具固定，然后将固定好的叠层通过划片机再次划片切割为同样大小的64个阵元，划片后要往刀缝中灌封环氧树脂并固化，连接第一FPC软电路板后通过工装夹具固定，往工装夹具中的背衬模具中浇注背衬材料，转移至烘箱中固化得到背衬层，制得声头；步骤四、声头安装：在底板的声头固定槽的四壁及底部涂抹具有粘接功能的纳米硅橡胶涂层，然后将步骤三中制得的声头安装到声头固定槽内，待纳米硅橡胶粘接固化，声头安装完毕；步骤五、涡流线圈安装：将各个涡流线圈安装到底板的涡流线圈固定孔中，在孔中滴加纳米硅橡胶固化固定涡流线圈，并将各个涡流线圈与第二FPC软电路板电连接；步骤六、连接转接板：将第一FPC软电路板和第二FPC软电路板与转接板相连接后，再连接至外接线缆；步骤七、粘接第二匹配层：将第二匹配层通过纳米硅橡胶涂层粘固于底板的上表面，制得探头。
[0012]所述的步骤二中，所述的压电陶瓷片通过工装夹具安装到磁控溅射真空炉中，先安装镍铬靶材，通过磁控溅射工艺在压电陶瓷片的表面制得上电极镍铬层和下电极镍铬层，再切换金靶材，通过磁控溅射工艺在上电极镍铬层和下电极镍铬层的外侧制得上电极金层和下电极金层。
[0013]所述的涡流线圈由带透明绝缘层、芯线线标为42AWG的铜芯线按照设计要求的缠绕圈数及缠绕直径缠绕而成。
[0014]本专利技术与现有技术相比的优点是：本专利技术探头结构合理，制作方便，集成了涡流阵列以及压电超声阵列，对近表面缺陷和远表面缺陷都能够有效探测，从而能够有效提高缺陷检出的成功率；其底板柔性高分子材料制成，所制成的探头最终成柔性结构，能够与不规则曲面相耦合，大大提高检测的便利性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例的剖视结构示意图；图3是图2中压电复合晶片的局部放大图；图4是图2中底板的俯视图；图5是本专利技术柔性探头的应用示意图。
[0016]本专利技术附图中各附图标记的名称是：底板1、声头固定槽1a、涡流线圈固定孔1b、背衬层2、压电复合晶片3、压电陶瓷片31、上电极层32、上电极镍铬层32a、上电极金层32b、下电极层33、下电极镍铬层33a、下电极金层33b、第一匹配层4、涡流线圈5、第一FPC软电路板61、第二FPC软电路板62、转接板63、外接线缆64、护线套64a、第二匹配层7、检测试件8、近表面缺陷81、远表面缺陷82、无损检测设
备9、超声显示面板91、涡流显示面板92、超声操作面板93、涡流操作面板94。
实施方式
[0017]下面结合附图进一步详细描述本专利技术：如图1至图4所示，一种含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，包括有底板1，所述的底板1内固定有声头，所述的底板1由柔性高分子材料制成，所述的声头从下至上包括有背衬层2、压电复合晶片3以及第一匹配层4，所述的底板1上所述声头的两侧设置有涡流线圈5，所述的压电复合晶片3与第一FPC软电路板61电连接，所述的涡流线圈5与第二FPC软电路板62电连接，所述的第一FPC软电路板61和第二FPC软电路板62经转接板63与外接线缆64相连接，所述的底板1的上表面覆盖有第二匹配层7。
[0018]所述的压电复合晶片3包括有压电陶瓷片31，所述的压电陶瓷片31上下表面分别制有上电极层32和下电极层33。
[0019]所述的压电陶瓷片31上下表面通过磁控溅射工艺制成上电极层32和下电极层33。
[0020]所述的上电极层32包括上电极镍铬层32a和上电极金层32b，所述的下电极层33包括有下电极镍铬层33a和下电极金层33b。
[0021]所述的涡流线圈5的纵向埋设深度相同，其沿轴向方向在横向位置上交替设置。
[0022]所述的底板1上轴向设置有声头固定槽1a，所述的底板1上还设置有涡流线圈固定孔1b。
[0023]所述的外接线缆64外设置有护线套64a。
[0024]含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头的制作方法，包括以下步骤：步骤一、底板1制作：由柔性高分子材料浇注加工制成底板1，同时一体成型声头固定槽1a和涡流线圈固定孔1b；也就是说，声头固定槽1a和涡流线圈固定孔1b在成型底板1时同时成型，无需后续加工制成。底板1的总厚度为3mm，声头固定槽1a的深度为2mm，涡流线圈固定孔1b的深度为1mm。
[0025]步骤二、叠层制作：将无机粉末材料通过高温烧结材料烧结，然后经过线切割切片、研磨、划片成设计尺寸，制成压电陶瓷片31，所述的压电陶瓷片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，包括有底板(1)，所述的底板(1)内固定有声头，其特征是：所述的底板(1)由柔性高分子材料制成，所述的声头从下至上包括有背衬层(2)、压电复合晶片(3)以及第一匹配层(4)，所述的底板(1)上所述声头的两侧设置有涡流线圈(5)，所述的压电复合晶片(3)与第一FPC软电路板(61)电连接，所述的涡流线圈(5)与第二FPC软电路板(62)电连接，所述的第一FPC软电路板(61)和第二FPC软电路板(62)经转接板(63)与外接线缆(64)相连接，所述的底板(1)的上表面覆盖有第二匹配层(7)。2.根据权利要求1所述的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，其特征是：所述的压电复合晶片(3)包括有压电陶瓷片(31)，所述的压电陶瓷片(31)上下表面分别制有上电极层(32)和下电极层(33)。3.根据权利要求2所述的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，其特征是：所述的压电陶瓷片(31)上下表面通过磁控溅射工艺制成上电极层(32)和下电极层(33)。4.根据权利要求3所述的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，其特征是：所述的上电极层(32)包括上电极镍铬层(32a)和上电极金层(32b)，所述的下电极层(33)包括有下电极镍铬层(33a)和下电极金层(33b)。5.根据权利要求4所述的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，其特征是：所述的涡流线圈(5)的纵向埋设深度相同，其沿轴向方向在横向位置上交替设置。6.根据权利要求5所述的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，其特征是：所述的底板(1)上轴向设置有声头固定槽(1a)，所述的底板(1)上还设置有涡流线圈固定孔(1b)。7.根据权利要求6所述的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头，其特征是：所述的外接线缆(64)外设置有护线套(64a)。8.根据权利要求7所述的含涡流阵列和压电超声阵列的无盲区柔性探头的制作方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、底板(1)制作：由柔性高分子材料浇注加工制成底板(1)，同时一体成型声头固定槽(1a)和涡流线圈固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东旭，
申请(专利权)人：上海晗索企业管理合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：