超声相控阵换能器制造技术

本申请涉及一种超声相控阵换能器，包括多个阵元，阵元处于单发或单收模式；阵元包括设置在超声相控阵列外围的端点上的第一类阵元，第一类阵元处于单发模式，且相邻两个第一类阵元之间至少间隔一个端点；阵元还包括与各第一类阵元对应的第二类阵元，第二类阵元设置在超声相控阵列外围的端点上，且位于第一类阵元的发射角范围内；第二类阵元处于单收模式。相较于传统的超声相控阵换能器中超声相控阵的布置方式导致超声波发射与接收方向单一，本申请的超声相控阵换能器中超声相控阵的布置方式能够全方位发射与接收超声波，从而能够更全面地检测出水泥基材料的内部裂缝，进而，就能够准确地检测出水泥基材料内部裂缝的位置、走势以及尺寸等信息。以及尺寸等信息。以及尺寸等信息。

【技术实现步骤摘要】
超声相控阵换能器


[0001]本申请涉及建筑材料检测
，特别是涉及一种超声相控阵换能器。

技术介绍

[0002]水泥基材料为一种常用的建筑材料，包括砂浆、混凝土等。良好的水泥基材料能够提高建筑结构的抗压性能，从而能够保障建筑结构的安全。然而，在使用水泥基材料固定建筑结构的过程中，水泥基材料会不可避免地出现裂缝，且水泥基材料内裂缝的位置、走势以及尺寸可能会影响建筑结构的安全。因此，准确判断水泥基材料内部裂缝的位置、走势以及尺寸，对于建筑结构是否安全来说至关重要。
[0003]传统技术中，通过对现有的超声相控阵列进行网格划分，使用超声相控阵换能器按照现有的超声相控阵列的布置方式发送超声波，从而测量出超声波的走时，并通过现有的超声相控阵列的尺寸计算出超声波的声程。之后，将走时与声程输入计算机软件中，得到慢度矩阵，再通过慢度矩阵生成慢度云图，从而直观地观察水泥基材料内部裂缝的位置、走势以及尺寸等信息。
[0004]然而，按照目前的超声相控阵进行布置的超声相控阵换能器，无法准确检测出水泥基材料内部裂缝的位置、走势以及尺寸等信息。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确检测出水泥基材料内部裂缝的位置、走势以及尺寸等信息的超声相控阵换能器。
[0006]本申请提供了一种超声相控阵换能器，所述超声相控阵换能器包括：多个阵元，所述阵元处于单发或单收模式；所述阵元包括设置在超声相控阵列外围的端点上的第一类阵元，所述第一类阵元处于单发模式，且相邻两个所述第一类阵元之间至少间隔一个端点；
[0007]所述阵元还包括与各所述第一类阵元对应的第二类阵元，所述第二类阵元设置在所述超声相控阵列外围的端点上，且位于所述第一类阵元的发射角范围内；所述第二类阵元处于单收模式。
[0008]在其中一个实施例中，所述多个端点均匀分布在所述超声相控阵列外围上。
[0009]在其中一个实施例中，各所述第一类阵元均匀设置在超声相控阵列外围的端点上。
[0010]在其中一个实施例中，所述超声相控阵列外围的多个所述端点为根据所述超声相控阵列的极坐标对所述超声相控阵列外围进行均匀划分所确定的。
[0011]在其中一个实施例中，所述超声相控阵列的形状包括圆形、椭圆形、矩形中的任意一种。
[0012]在其中一个实施例中，若所述超声相控阵列的形状为圆形，则所述多个端点的数目包括至少16个。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一类阵元设置在第一类端点上；所述第一类端点为
从所述至少16个端点中采用间隔的方式筛选出。
[0014]在其中一个实施例中，所述第二类阵元设置在第二类端点上，所述第二类端点包括位于所述第一类阵元的发射角范围内的多个端点。
[0015]在其中一个实施例中，每个所述第一类阵元对应的所述第二类阵元的数目包括至少8个。
[0016]在其中一个实施例中，每个所述第一类阵元对应的所述第二类阵元中，相邻的每两个所述第二类阵元设置在相邻的两个所述端点上。
[0017]上述超声相控阵换能器，包括多个阵元，阵元处于单发或单收模式；阵元包括设置在超声相控阵列外围的端点上的第一类阵元，第一类阵元处于单发模式，且相邻两个第一类阵元之间至少间隔一个端点；阵元还包括与各第一类阵元对应的第二类阵元，第二类阵元设置在超声相控阵列外围的端点上，且位于第一类阵元的发射角范围内；第二类阵元处于单收模式。本申请的超声相控阵换能器中阵元的布置方式是在超声相控阵列外围的端点上设置第一类阵元，且相邻两个第一类阵元之间至少间隔一个端点。与各第一类阵元对应的第二类阵元设置在超声相控阵列外围的端点上，且位于第一类阵元的发射角范围内。而传统超声相控阵换能器中阵元的布置方式是在超声相控阵列外围的一侧端点上设置第一类阵元，在超声相控阵列外围的另一侧端点上设置第二类阵元，导致超声波发射与接收方向单一。相较于传统的超声相控阵换能器中超声相控阵的布置方式，本申请的超声相控阵换能器中超声相控阵的布置方式采用间隔设置相邻的第一类阵元，不会导致超声波发射与接收方向单一，因此，能够全方位发射与接收超声波，从而，使用本申请中的超声相控阵换能器能够更全面地检测出水泥基材料的内部裂缝，进而，使用本申请中的超声相控阵换能器进行水泥基材料的内部裂缝的检测，不会存在超声波发射与接收方向单一导致的无法检测水泥基材料的部分内部裂缝的问题，就能够准确地检测出水泥基材料内部裂缝的位置、走势以及尺寸等信息。
附图说明
[0018]图1为一个实施例中超声相控阵换能器的结构示意图；
[0019]图2为一个实施例中椭圆形超声相控阵列的结构示意图；
[0020]图3为一个实施例中矩形超声相控阵列的结构示意图；
[0021]图4为一个实施例中第一类阵元的设置示意图；
[0022]图5为一个实施例中第二类阵元的设置示意图；
[0023]图6为一个实施例中超声相控阵列网格的划分示意图。
具体实施方式
[0024]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0025]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0026]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0027]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0028]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声相控阵换能器，其特征在于，所述超声相控阵换能器包括：多个阵元，所述阵元处于单发或单收模式；所述阵元包括设置在超声相控阵列外围的端点上的第一类阵元，所述第一类阵元处于单发模式，且相邻两个所述第一类阵元之间至少间隔一个端点；所述阵元还包括与各所述第一类阵元对应的第二类阵元，所述第二类阵元设置在所述超声相控阵列外围的端点上，且位于所述第一类阵元的发射角范围内；所述第二类阵元处于单收模式。2.根据权利要求1所述的超声相控阵换能器，其特征在于，所述多个端点均匀分布在所述超声相控阵列外围上。3.根据权利要求2所述的超声相控阵换能器，其特征在于，各所述第一类阵元均匀设置在超声相控阵列外围的端点上。4.根据权利要求2所述的超声相控阵换能器，其特征在于，所述超声相控阵列外围的多个所述端点为根据所述超声相控阵列的极坐标对所述超声相控阵列外围进行均匀划分所确定的。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，李克非，王俊杰，李乐，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：