一种超声波硬度计探头制造技术

本实用新型专利技术公开一种超声波硬度计探头，包括一柱状的探头主体，所述探头内部包括压头固定座及直线轴承，所述压头固定座上包括一压头，该压头直接套住并焊接在所述压头固定座上，且所述压头与压头固定座之间保持很小间隙；所述压头两边分别设有接收感应器件及发射感应器件；所述压头固定座的前端还包括一密封圈，将所述压头固定在所述固定座上，使压头与压头固定座不会发生偏移；所述直线轴承与所述压头固定座导向连接。压头与压头固定座的配合间隙很小，保证其同轴度；设置直线轴承与压头固定座配合，使压头固定座很好的导向，不产生偏移；通过密封圈套住压头在固定座上，压头与固定座不会偏移，压头在下压的过程中不晃动，保证下压角度和精确度。（*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硬度计探头。
技术介绍
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，提供一种超声波硬度计探头，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:—种超声波硬度计探头，包括一柱状的探头主体，所述探头内部包括压头固定座及直线轴承，所述压头固定座上包括一压头，该压头直接套住并焊接在所述压头固定座上，且所述压头与压头固定座之间保持很小间隙；所述压头两边分别设有感应器件，该感应器件分为接收感应器件及发射感应器件；所述压头固定座的前端还包括一密封圈，该密封圈将所述压头固定在所述固定座上，使压头与压头固定座不会发生偏移；所述直线轴承与所述压头固定座导向连接。特别的，所述探头主体外部设有一壳体，该壳体分别包括前外壳及后外壳两部分。特别的，所述压头前置部分表面还包括一压头护盖。特别的，所述探头主体后端设有一插头固定座，并在该插头固定座上设有一接头。特别的，所述压头固定座的上端一侧包括一 PCB固定座，并在该PCB固定座上设有一 PCB电路板。特别的，所述压头固定座上还包括一弹簧体，该弹簧体通过设置弹簧压块与所述压头对位固定连接。本技术的有益效果:本技术提供的超声波硬度计探头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，使感应和发射阻抗匹配，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；压头与压头固定座的配合间隙很小，保证其同轴度；设置直线轴承与压头固定座配合，使压头固定座很好的导向，不产生偏移；通过密封圈套住压头在固定座上，压头与固定座不会偏移，压头在下压的过程中不晃动，保证下压角度和精确度。以下结合附图对本技术进行详细说明。附图说明图1是本技术超声波硬度计探头的剖面图；图2是本技术超声波硬度计探头的外部结构图。其中:I压头护盖，2密封圈，3前外壳，4压头固定座，5弹簧体，6压头，7PCB电路板，8后外壳，9接头，10插头固定座，IlPCB固定座，12接收感应器件，13弹簧压块，14发射感应器件，15直线轴承。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硬度计探头，包括一柱状的探头主体，所述探头内部包括压头固定座4及直线轴承15，所述压头固定座4上包括一压头6，该压头6直接套住并焊接在所述压头固定座4上，且所述压头6与压头固定座4之间保持很小间隙；所述压头6两边分别设有感应器件，该感应器件分为接收感应器件12及发射感应器件14 ;所述压头固定座4的前端还包括一密封圈2，该密封圈2将所述压头6固定在所述固定座4上，使压头6与压头固定座4不会发生偏移；所述直线轴承15与所述压头固定座4导向连接。所述探头主体外部设有一壳体，该壳体分别包括前外壳3及后外壳两部分。所述压头6前置部分表面还包括一压头护盖I。所述探头主体后端设有一插头固定座10，并在该插头固定座10上设有一接头9。所述压头固定座4的上端一侧包括一 PCB固定座11，并在该PCB固定座11上设有一 PCB电路板7。所述压头固定座4上还包括一弹簧体5，该弹簧体5通过设置弹簧压块13与所述压头6对位固定连接。在本实施例中，所述超声波硬度计探头工作原理如下所述: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。该实施例提中探头装置，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，使感应和发射阻抗匹配，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；压头与压头固定座4的配合间隙很小，保证其同轴度；设置直线轴承15与压头固定座4配合，使压头固定座4很好的导向，不产生偏移；通过密封圈2套住压头在固定座上，压头与固定座不会偏移，压头在下压的过程中不晃动，保证下压角度和精确度。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】
一种超声波硬度计探头，其特征在于，包括一柱状的探头主体，所述探头内部包括压头固定座及直线轴承，所述压头固定座上包括一压头，该压头直接套住并焊接在所述压头固定座上，且所述压头与压头固定座之间保持很小间隙；所述压头两边分别设有感应器件，该感应器件分为接收感应器件及发射感应器件；所述压头固定座的前端还包括一密封圈，该密封圈将所述压头固定在所述固定座上，使压头与压头固定座不会发生偏移；所述直线轴承与所述压头固定座导向连接。

【技术特征摘要】
1.一种超声波硬度计探头，其特征在于，包括一柱状的探头主体，所述探头内部包括压头固定座及直线轴承，所述压头固定座上包括一压头，该压头直接套住并焊接在所述压头固定座上，且所述压头与压头固定座之间保持很小间隙；所述压头两边分别设有感应器件，该感应器件分为接收感应器件及发射感应器件；所述压头固定座的前端还包括一密封圈，该密封圈将所述压头固定在所述固定座上，使压头与压头固定座不会发生偏移；所述直线轴承与所述压头固定座导向连接。2.根据权利要求1所述的超声波硬度计探头，其特征在于，所述探头主体外部设有一壳体，该壳体分...

【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：