本实用新型专利技术公开一种超声波探头的组成结构，该组成结构包括振动杆、集成电路板及两组感应器件，所述感应器件分别与所述振动杆及集成电路板相互连接。针对传统的超声波硬度计探头的磁激励式驱动和感应信号输出未经过处理容易受干扰从而产生较大误差的缺陷做改进，提供由超声波感应器件激励和接收，并在探头内部集成信号放大电路对输出信号做处理再输出，提高信号稳定性，达到保证测量精度和稳定性的目的；采用两组感应器件，去掉传统的磁激励线圈，信号稳定，另外加入集成控制电路，在探头内部对微弱的电信号进行处理后再输出，加强了抗干扰能力，进一步提高稳定性和适用性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及通过超声波接触阻抗原理无损伤测量金属硬度的探头装置，尤其涉及一种超声波探头的组成结构。
技术介绍
随着工业发展对材料的要求越来越严格，硬度测试装置也将成为机械工程师手上的一种利器。超声波硬度计探头工作原理:通过向镶有维氏测头的谐振杆发射超声波使之谐振，向探头加载固定的力使之压入被测金属表面，谐振杆的谐振频率会随着压痕的大小发生变化，通过测试频率的变化量得出硬度值。现阶段普遍使用的传统硬度试验机，如布氏、洛氏、维氏硬度试验机，都是将特定压头以一定的静载荷压入被试材料表面，在其表面产生压痕，再用机械或光学的方法直接测量此压痕的大小，来评价被试材料的硬度，表征材料硬度值的压痕应是加载时材料的全部变形，但由于硬度值是在卸载的情况下读取的，被测的压痕只是残余的塑性变形，变形中的弹性恢复被忽略了。另一方面，硬度值是在假定压痕是压头真实几何形状反映的前提下确定的，而实际上残余的压痕与压头形状并不完全相符。以上两个因素对测量值的影响取决于被试材料的弹性模量和屈服极限。而超声硬度计试验方法的实质是通过谐振频率增量对压痕间接估值，测量是在测头与被试材料接触的加载情况下进行的，因此，可以避免传统硬度试验中压痕弹性恢复和压痕变形的问题。与里氏硬度计相比，里氏硬度测量是基于非完全弹性碰撞原理.通过碰撞中的冲击能量损失确定硬度值的硬度计。由于里氏硬度值的大小取决于被试材料压痕中弹性变形功在全部变形功中所占的比例，而碰撞过程时间极快，使压痕产生过程极短，因此任何影响冲击体回弹速度，消耗冲击能量，使压痕产生不充分的因素都会对测量造成影响，使其在应用过程中的技木条件受到一定的限制。里氏硬度试样的技术条件主要包括试样的质量、表面粗糙度、厚度和几何形状等方面，里氏硬度测试和超声硬度测试都是动态的无损测试方法。当试样具有相当大的质量，尤其是大质量厚壁结构时，可以使里氏硬度计的优势充分发挥；但超声硬度计所基于的超声接触阻抗(UCI)方法的独到优势，使其具有更广泛的应用范围。与传统超声波硬度计探头相比，传统的超声波硬度计探头通常测头谐振杆是一端固定在一个大质量刚体上，另一端镶有金刚石维氏压头，通过向振动线圈发射脉冲信号使谐振杆产生超声振动，感应器件感应超声振动输出微弱感应电压信号。传统型超声波硬度计探头由于采用的是磁激励线圈激励谐振杆产生超声振动，容易受干扰而且是输出信号不稳定，另外探头内对感应微弱信号没有经过处理而输出也容易受接线长短外部环境磁场的干扰输出信号不稳定导致精度不高。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种超声波探头的组成结构，由超声波感应器件激励和接收，并在探头内部集成信号放大电路对输出信号做处理再输出，提高信号稳定性，达到保证测量精度和稳定性的目的。为有效解决上述问题，本技术采取的技术方案如下:一种超声波探头的组成结构，该组成结构包括振动杆、集成电路板及两组感应器件，所述感应器件分别与所述振动杆及集成电路板相互连接。特别的，所述集成电路板一侧与所述感应器件相互连接，另一侧还包括一与之连接的信号输入端口及信号输出端口。特别的，所述集成电路板上设有信号发射单元、信号处理单元及信号输出单元，分别实现信号激发、放大处理及输出。特别的，所述感应器件为一组信号激发感应器及一组接收感应器。本技术的有益效果:本技术提供的超声波探头的组成结构针对传统的超声波硬度计探头的磁激励式驱动和感应信号输出未经过处理容易受干扰从而产生较大误差的缺陷做改进，提供由超声波感应器件激励和接收，并在探头内部集成信号放大电路对输出信号做处理再输出，提高信号稳定性，达到保证测量精度和稳定性的目的；采用两组感应器件，去掉传统的磁激励线圈，信号稳定，另外加入集成控制电路，在探头内部对微弱的电信号进行处理后再输出，加强了抗干扰能力，进一步提高稳定性和适用性。以下结合附图对本技术进行详细说明。附图说明图1是本技术超声波探头的组成结构的组成示意图；图2是本技术超声波探头的组成结构的又一示意图。具体实施方式实施例:如图1及图2所示，本实施例中提供的超声波探头的组成结构，该组成结构包括振动杆、集成电路板及两组感应器件，所述感应器件分别与所述振动杆及集成电路板相互连接。所述集成电路板一侧与所述感应器件相互连接，另一侧还包括一与之连接的信号输入端口及信号输出端口。所述集成电路板上设有信号发射单元、信号处理单元及信号输出单元，分别实现信号激发、放大处理及输出。所述感应器件为一组信号激发感应器及一组接收感应器。在本实施例中，所述超声波探头的组成结构工作原理如下所述:谐振杆的固定点两端分别植入两组感应器件，一组感应器件负责发送超声信号使振动杆谐振，另外一组晶片负责接收振动杆振动信号，在探头内部集成信号处理集成电路，对驱动信号进行整形后驱动感应器件，同时信号处理集成电路对接收的微弱感应信号进行整形处理使之稳定然后送出到终端机。具体的，通过集成线路板发射电信号驱动一组感应器件使谐振杆谐振，另外一组感应器件接收谐振杆的超声波振动并反馈信号给集成线路板，集成线路板对信号进行处理然后输出到便携式超声波硬度计手持终端机。与传统技术相比，对薄小件，复杂形状的工件，只需用不同的测头适配块，就可直接测量，避免了工装夹具的设计和测量值换算修正等步骤。试样表面粗糙度越大，表面对谐振杆压头的约束力也越大，谐振杆频率上升，引起测量值偏低，对低硬度试样影响较大，但Ra ( 12.5um( ▽ 3以上)情况下影响不大。要求厚度彡10倍压痕穿透深度。在1.2KG砝码负荷下，25-65HRC的钢件相应的压痕深度为Hlum左右，因此可适用于非常薄的材料。测量值与压痕接触面积的投影有关，且因在加载情况下测量，受曲率半径影响不大。本技术并不限于上述实施方式，凡采用和本技术相似结构来实现本技术目的的所有方式 ，均在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波探头的组成结构，其特征在于，该组成结构包括振动杆、集成电路板及两组感应器件，所述感应器件分别与所述振动杆及集成电路板相互连接。
【技术特征摘要】
1.一种超声波探头的组成结构，其特征在于，该组成结构包括振动杆、集成电路板及两组感应器件，所述感应器件分别与所述振动杆及集成电路板相互连接。2.根据权利要求1所述的超声波探头的组成结构，其特征在于，所述集成电路板一侧与所述感应器件相互连接，另一侧还包括一与之连接的信号输入端口及...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑春平，
申请(专利权)人：东莞市中旺精密仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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