一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，用于石油化工、火电、核电等能源行业中厚壁管道的无损检测，本压电换能器主要由复合材料压电晶片和有机玻璃楔块组成，压电晶片的上表面装有背衬阻尼块，压电晶片紧贴在楔块上，楔块与厚壁管道的接触面制作成弧面，楔块前端刻制均匀排布的锯齿，同时填充吸声材料，将该压电换能器置于厚壁管道表面，同时激励信号，在厚壁管道中形成周向导波，可实现整个壁厚范围内缺陷的检测。本实用新型专利技术结构简单，克服了传统超声检测中检测效率低且内壁缺陷难以检出的缺点，可以实现长距离缺陷检测，能够适用于厚壁管道的无损检测。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，用于石油化工、火电、核电等能源行业中厚壁管道的无损检测，本压电换能器主要由复合材料压电晶片和有机玻璃楔块组成，压电晶片的上表面装有背衬阻尼块，压电晶片紧贴在楔块上，楔块与厚壁管道的接触面制作成弧面，楔块前端刻制均匀排布的锯齿，同时填充吸声材料，将该压电换能器置于厚壁管道表面，同时激励信号，在厚壁管道中形成周向导波，可实现整个壁厚范围内缺陷的检测。本技术结构简单，克服了传统超声检测中检测效率低且内壁缺陷难以检出的缺点，可以实现长距离缺陷检测，能够适用于厚壁管道的无损检测。【专利说明】—种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器
本技术涉及一种用周向导波检测石油化工、火电、核电等能源行业中厚壁管道的装置，属于无损检测
；具体涉及一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器。
技术介绍
厚壁管道在石油化工、火电、核电等能源行业的承压特种设备中广泛使用。按照标准GB/T5777-2008的有关定义，管道外径和壁厚之比小于20的管道称之为厚壁管道。目前，国内外对厚壁管道的无损检测方法主要是逐点检测方式，通常采用工作频率较高且普通材质的压电晶片，其检测方法效率低，内壁缺陷难以检出，检测范围有限，易漏检且误判高，现有的换能器难以实现快速有效地检测。
技术实现思路
本技术的目的在于克服了传统超声检测中检测效率低且内壁缺陷难以检出的缺点，提供一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，可实现整个壁厚范围内缺陷的检测。 本技术是通过以下技术方案来实现的: 一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，用于石油化工、火电、核电等能源行业中厚壁管道的无损检测，其特征在于:所述压电换能器主要由复合材料压电晶片和有机玻璃楔块组成，压电晶片的上表面装有背衬阻尼块，压电晶片紧贴在楔块上，同时激励信号，楔块与厚壁管道的接触面制作成弧面，将该压电换能器置于厚壁管道表面，在厚壁管道中形成周向导波，可实现整个壁厚范围内缺陷的检测。 上述楔块的弧面与厚壁管道外径的曲率相同。 上述楔块的前端刻制均勻排布的锯齿，同时填充吸声材料。 上述楔块角度的范围为37。?55。。 上述压电晶片的工作频率范围为0.5MHz?0.7MHz。 上述压电晶片的尺寸是: 当工作频率为0.5MHz时，压电晶片的尺寸是35mmX20mm ； 当工作频率为0.7MHz时，压电晶片的尺寸是30mmX 18mm ； 当工作频率介于0.5MHz和0.7MHz之间时，压电晶片的尺寸是AXB，其中A的范围是30?35mm，B的范围是18?20mm。 本技术的优点和效果是: 本技术提供了一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，具有以下优点:楔块加工成弧面能有效地增加压电换能器与厚壁管道的接触面积，使声能尽可能多地进入厚壁管道，提高了声能利用率；楔块前端刻制均匀排布的锯齿，并填充吸声材料，可吸收从楔块与厚壁管道接触面发射回来的信号，降低了始波宽度；缺陷检测灵敏度高，声束覆盖整个壁厚，轴向声束宽度较窄，不仅能检测整个壁厚范围内的缺陷，还能对缺陷进行精确定位；检测效率高，可以实现长距离缺陷检测，能够适用于厚壁管道的无损检测。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的结构示意图。 在图1中:1、压电晶片，2、楔块，3、背衬阻尼块，4、厚壁管道，5、检测接触面，6、吸声材料，7、楔块角度。 【具体实施方式】 以下结合【专利附图】【附图说明】对本技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本技术，凡是采用本技术的相似结构及其相似变化，均应列入本技术的保护范围。 本技术提供了一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，用于石油化工、火电、核电等能源行业中厚壁管道的无损检测，如图1所示，其特征在于:所述压电换能器主要由复合材料压电晶片I和有机玻璃楔块2组成，压电晶片I的上表面装有背衬阻尼块3，压电晶片I紧贴在楔块2上，楔块2与厚壁管道4的接触面制作成弧面，所形成的接触面为检测接触面5，将该压电换能器置于厚壁管道4表面，同时激励信号，在厚壁管道4中形成周向导波，可实现整个壁厚范围内缺陷的检测。 本压电换能器所采用的是接触法检测，因此要求楔块2的弧面与厚壁管道4外径的曲率相同，使声能尽可能多地进入厚壁管道，提高检测灵敏度。 上述楔块2的前端刻制均匀排布的锯齿，同时填充吸声材料6，可吸收从检测接触面5发射回来的干扰信号，降低了始波宽度。 上述楔块角度7的范围为37°?55°。 上述压电晶片I的工作频率范围为0.5MHz?0.7MHz。 上述压电晶片I尺寸是: 当工作频率为0.5MHz时，压电晶片I的尺寸是35_X20_ ； 当工作频率为0.7MHz时，压电晶片I的尺寸是30_X 18mm ； 当工作频率介于0.5MHz和0.7MHz之间时，压电晶片I的尺寸是AXB，其中A的范围是30?35_，B的范围是18?20_。 实施例1: 针对Φ 269 X 32mm规格的厚壁管道，为获得最佳检测灵敏度，要求楔块2的弧面与厚壁管道4外径的曲率相同，因此检测该尺寸厚壁管道，楔块弧面的曲率半径设计为134.5mm，楔块2的前端刻制均匀排布的锯齿，同时填充吸声材料6，以吸收从检测接触面5发射回来的干扰信号，楔块角度选取45°，压电晶片I的工作频率选取0.5MHz，将压电晶片I紧贴在楔块2上，同时压电晶片I的上表面装有背衬阻尼块3，将该压电换能器置于厚壁管道4表面，同时激励信号，在厚壁管道4中形成周向导波，对厚壁管道缺陷进行检测。 本技术这种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，结构简单，克服了传统超声检测中检测效率低且内壁缺陷难以检出的缺点，可以实现长距离缺陷检测，能够适用于厚壁管道的无损检测。【权利要求】1.一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，其特征在于:本压电换能器主要由复合材料压电晶片和有机玻璃楔块组成，压电晶片的上表面装有背衬阻尼块，将压电晶片紧贴在有机玻璃楔块上，有机玻璃楔块与厚壁管道的接触面制作成弧面。2.根据权利要求1所述的一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，其特征在于:所述的有机玻璃楔块的弧面与厚壁管道外径的曲率相同。3.根据权利要求1所述的一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，其特征在于:所述的楔块角度的范围为37°?55°。4.根据权利要求1所述的一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，其特征在于:所述的有机玻璃楔块的前端刻制均勻排布的锯齿，同时填充吸声材料。5.根据权利要求1所述的一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，其特征在于:所述压电晶片的工作频率范围为0.5MHz?0.7MHzο6.根据权利要求5所述的一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，其特征在于:所述的压电晶片的尺寸是: 工作频率为0.5MHz，压电晶片的尺寸是35mmX20mm ； 工作频率为0.7MHz，压电晶片的尺寸是30mmX18mm ； 工作频率介于0.5MHz和0.7MHz之间，压电晶片的尺寸是AXB，其中A的范围是3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于周向导波检测厚壁管道缺陷的压电换能器，其特征在于：本压电换能器主要由复合材料压电晶片和有机玻璃楔块组成，压电晶片的上表面装有背衬阻尼块，将压电晶片紧贴在有机玻璃楔块上，有机玻璃楔块与厚壁管道的接触面制作成弧面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢超，戴翔，韩志伟，陈果，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：新型
国别省市：江西;36