一种超材料超声波定向发射控制器及无损检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超材料超声波定向发射控制器，设置在无损检测装置中，用于控制入射超声波沿指定方向偏转，其特征在于，包括：控制器主体；以及多个透射单元，设置在控制器主体上，用于使超声波透过并沿指定方向偏转，透射单元包括多个腔体，腔体具有腔部和透射孔，透射孔对称地设置在腔部的两侧并与腔部相连通，其中，控制器主体为平面薄板，多个透射单元沿第一水平方向平行且均匀排列，多个腔体沿第二水平长度方向平行且均匀排布，第一水平方向和第二水平方向相互垂直。第二水平方向相互垂直。第二水平方向相互垂直。

【技术实现步骤摘要】
一种超材料超声波定向发射控制器及无损检测装置


[0001]本专利技术属于超声检测领域，具体涉及一种超材料超声波定向发射控制器及无损检测装置。

技术介绍

[0002]近年来，工业水平的不断提升促使工业上各种新需求的涌现，超声检测技术被广泛应用于工业界。
[0003]由于在对元件测量的过程中可能会遇到待测元件尺寸过大难以测量、待测元件形状特殊难以测量等问题。一些结构在锻造过程中可能会形成内部缺陷，例如孔隙、裂纹、夹杂等，这些缺陷的存在会影响这些材料基本属性，从而影响其使用。工业上常用超声检测装置对元件进行检测来确定元件的尺寸或存在的内部缺陷。在现有技术中，超声波通过楔块定向射入待测元件内。但是楔块存在难以摆放、耦合效率降低、移动受限、声能量透射率低等问题，不利于超声检测的进行。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种超材料超声波定向发射控制器及无损检测装置。为此，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种超材料超声波定向发射控制器，用于控制入射超声波沿指定方向偏转，其特征在于，包括：控制器主体；以及多个透射单元，设置在控制器主体上，用于使超声波透过并沿指定方向偏转，透射单元包括多个腔体，腔体具有腔部和透射孔，透射孔对称地设置在腔部的两侧并与腔部相连通，其中，控制器主体为平面薄板，多个透射单元沿第一水平方向平行且均匀排列，多个腔体沿第二水平长度方向平行且均匀排布，第一水平方向和第二水平方向相互垂直。
[0006]在本专利技术提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，第一水平方向为宽度方向，第二水平方向为长度方向，同一透射单元内的所有的腔部的形状、大小都相同，相邻的两个透射单元内的腔部的形状相同、宽度相同、长度不同，多个透射单元内在第一水平方向上对应的腔部以等相位差依次排列。
[0007]在本专利技术提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，透射孔倾斜设置。
[0008]在本专利技术提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，同个超材料超声波定向发射控制器内的所有的透射孔的宽度和倾斜角度都相同。
[0009]在本专利技术提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，透射孔倾斜45
°
设置。
[0010]在本专利技术提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，超材料超声波定向发射控制器采用不锈钢材质。
[0011]在本专利技术提供的超材料超声波定向发射控制器中，还可以具有这样的特征：其中，
超材料超声波定向发射控制器的声阻抗至少大于水声阻抗的20倍。
[0012]本专利技术提供了一种无损检测装置，用于对待测元件的尺寸或内部缺陷进行无损检测，其特征在于，包括：超材料超声波定向发射控制器，设置在待测元件的表面，用于控制超声波射入待测元件的方向，其中，超材料超声波定向发射控制器为上述的超材料超声波定向发射控制器。
[0013]在本专利技术提供的无损检测装置中，还可以具有这样的特征，还包括：超声检测装置主体，包括超声发射探头和超声接收探头，超声发射探头用于发射超声波，超声接收探头用于接收超声波。
[0014]在本专利技术提供的无损检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，超声发射探头发射的超声波沿第二水平方向垂直射入超材料超声波定向发射控制器内。
[0015]专利技术的作用与效果
[0016]本专利技术所涉及的超材料超声波定向发射控制器，包括控制器主体以及多个透射单元，这些结构具有以下效果：
[0017]控制器主体为平面薄板，可以较好的依附在待测元件的表面，适用于一些特殊的结构，同时也便于移动。
[0018]多个透射单元设置在控制器主体上，用于使超声波透过并沿指定方向偏转。透射单元包括多个腔体，腔体具有腔部和透射孔，透射孔对称地设置在腔部的两侧并与腔部相连通。第一水平方向和第二水平方向相互垂直。多个透射单元沿第一水平方向平行且均匀排列，多个腔体沿第二水平长度方向平行且均匀排布。腔体的特殊设计决定了其物理特效，可以实现声波的定向发射功能及高透射性能。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的实施例中无损检测装置的工作状态示意图；
[0020]图2是本专利技术的实施例中超材料超声波定向发射控制器的控制器主体示意图；
[0021]图3是本专利技术的实施例中超材料超声波定向发射控制器的透射单元示意图；以及
[0022]图4是本专利技术的实施例中超材料超声波定向发射控制器的腔体示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术超材料超声波定向发射控制器作具体阐述。
[0024]图1是本专利技术的实施例中无损检测装置的工作状态示意图。
[0025]如图1所示，本实施例所涉及的无损检测装置100包括超材料超声波定向发射控制器10、超声发射探头2以及超声接收探头3。
[0026]超声发射探头2用于发射超声波，超声接收探头3用于接收超声波，超声发射探头2和超声接收探头3具体为现有技术不再详细说明。
[0027]图2是本专利技术的实施例中超材料超声波定向发射控制器的控制器主体示意图。
[0028]如图2所示，超材料超声波定向发射控制器10包括控制器主体11和透射单元12。
[0029]控制器主体11为超材料平面薄板。
[0030]多个透射单元12设置在控制器主体11上，用于使超声波透过并沿指定方向偏转。
[0031]图3是本专利技术的实施例中超材料超声波定向发射控制器的透射单元示意图，图4是本专利技术的实施例中超材料超声波定向发射控制器的腔体示意图。
[0032]如图3、4所示，透射单元12包括多个腔体121，在本实施例中，每个透射单元12内都分别设置有6个腔体121，腔体121开设在控制器主体11上。腔体121具有腔部1211和透射孔1212，透射孔1212对称地设置在腔部1211的两侧并与腔部1211相连通。透射孔1212倾斜设置，同个超材料超声波定向发射控制器10内的所有的透射孔1212的宽度h2和倾斜角度θ都相同。
[0033]多个透射单元12沿第一水平方向平行且均匀排列，多个腔体121沿第二水平长度方向平行且均匀排布，第一水平方向为宽度方向，第二水平方向为长度方向，第一水平方向和第二水平方向相垂直。
[0034]同一透射单元12内的所有的腔部1211的形状、大小都相同，相邻的两个透射单元12内的腔部1211的形状相同、宽度h1相同、长度t1不同，多个透射单元12内在第一水平方向上对应的腔部1211以等相位差依次排列，相位差决定超声波经过超材料超声波定向发射控制10后的偏转角度。在实际使用中，根据需要达到的偏转角度，通过仿真软件确定合适的相位差及所对应的腔体长度t1的数值。
[0035]在本实施例中，腔体121的长度t为1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超材料超声波定向发射控制器，设置在无损检测装置中，用于控制入射超声波沿指定方向偏转，其特征在于，包括：控制器主体；以及多个透射单元，设置在所述控制器主体上，用于使所述超声波透过并沿所述指定方向偏转，所述透射单元包括多个腔体，所述腔体具有腔部和透射孔，所述透射孔对称地设置在所述腔部的两侧并与所述腔部相连通，其中，所述控制器主体为平面薄板，多个所述透射单元沿第一水平方向平行且均匀排列，多个所述腔体沿第二水平长度方向平行且均匀排布，所述第一水平方向和所述第二水平方向相互垂直。2.根据权利要求1所述的超材料超声波定向发射控制器，其特征在于：其中，所述第一水平方向为宽度方向，所述第二水平方向为长度方向，同一所述透射单元内的所有的所述腔部的形状、大小都相同，相邻的两个所述透射单元内的所述腔部的形状相同、宽度相同、长度不同，多个所述透射单元内在第一水平方向上对应的所述腔部以等相位差依次排列。3.根据权利要求1所述的超材料超声波定向发射控制器，其特征在于：其中，所述透射孔倾斜设置。4.根据权利要求3所述的超材料超声波定向发射控制器，其特征在于：其中，同个所述超材料超声波定向发射控制器内的所有的所述透射孔的宽度和倾斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：江雪，赵华亮，他得安，张传鑫，何佳杰，郑岩，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：