一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超聲波測厚儀，尤其涉及一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭。
【背景技術】
[0002]在工業生產和應用中，對于厚度的測量方法及儀器種類較多，其中超聲波測厚儀憑借原理結構簡單、穩定性高、可便攜等優點被廣泛采用。超聲波測厚儀廣泛應用于造船業、石油化工業、電站、汽車制造、機械制造業當中，可以測量船殼、甲板、鍋爐、管道、儲油罐、軌道、板坯、鑄件、機加工零件的厚度，分析被腐蝕程度。
[0003]但是，現有的超聲波測厚儀的探頭就是一個超聲換能器，超聲換能器一般采用壓電陶瓷材料，加高頻電信號能夠發生超聲波，接收超聲波信號(聲壓轉化為電壓)能夠產生電信號，現有的超聲波測厚儀不具有自校正功能，不能消除由于受溫度和電路漂移的影響所造成的測量結果偏差。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型是針對現有技術的不足，提出了一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭。
[0005]本實用新型實現發明目的采用的技術方案是:一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，由超聲換能器和標準塊組成，所述超聲換能器的表面固定一塊厚度為
1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同金屬標準塊。標準塊厚度最好參照計量上的量塊的要求設計(比如20攝氏度、一個標準大氣壓下、相對濕度在60%)，最好采用離散數值序列如1.00mm、2.00 mm、3.00 mm、4.00 mm、5.00 mm、6.00 mm、7.00 mm、8.00 mm、9.00 mm、10.0 mm0當然，該行業有特殊要求，也可以按照該行業的習慣進行厚度的設計(包括溫度、壓強、濕度及厚度序列)。
[0006]金屬標準塊更換為與被測工件聲學性能相同并且熱脹冷縮效果相同的金屬標準塊，其中聲學性能指聲波傳播的速度，脹冷縮效果指相同溫度條件下的線膨脹系數。
[0007]標準塊的邊緣向上凸出，凸出部分有內螺紋，與超聲換能器邊緣的外螺紋通過螺紋連接。
[0008]本實用新型的有益效果是:為了實現超聲波測厚儀的自校正功能，裝置中通過加入厚度為已知、材料與被測工件相同或聲學性能(聲波傳播的速度)相同并且熱脹冷縮效果(相同溫度條件下的線膨脹系數)相同的金屬標準塊，能不經過人工手動操作就消除由于溫度和電路漂移造成的測量結果偏差，從而實現自校正的功能。
【附圖說明】
[0009]圖1為一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的原理圖；
[0010]圖2為一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的結構示意圖；[0011 ] 圖3為未校正測量波形示意圖；
[0012]圖4為標準塊校正測量波形示意圖；
[0013]圖5為探頭不意圖；
[0014]圖6為帶內螺紋的標準塊。
[0015]其中，1、標準塊，2、超聲換能器，3、凸出，4、內螺紋。
【具體實施方式】
[0016]通過對超聲波換能器進行一定頻率的脈沖激勵，可以使超聲換能器向被測工件發射超聲波，通過良好的耦合方式，使超聲波在被測工件內會發生折射、反射、散射過程，所產生的超聲波特征信號通過超聲波接收換能器接收，通過放大、濾波、檢波、電壓比較、時間測量、顯示等電路，可以得到被測工件的厚度信息。超聲波測厚儀的原理如圖1。超聲波測厚儀的結構如圖2。
[0017]超聲波檢測技術是通過回波信息將被測工件的腐蝕情況反映出來，回波信號的幅度能夠反映出腐蝕的程度，一次回波信號與二次回波信號之間的時間差，通過介質中已知的聲速進行換算后，能夠得到腐蝕的深度信息，同時可以將回波的時間差送存儲示波器液晶顯示。若一定溫度下超聲波在被測工件中的傳播速度為C，一次回波二次回波時刻分別為tl、t2，則工件厚度為h=c*(t2_tl)/2。如圖3所示。
[0018]由于聲速受到環境溫度的影響較大，使得測量結果可能產生偏差，因此需要對測量結果進行校正。改進方法為在超聲波探頭結構中增加一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同或聲學性能(聲波傳播的速度)相同并且熱脹冷縮效果(相同溫度條件下的線膨脹系數)相同的金屬標準塊，使得超聲波在標準塊表面產生反射。通過接收到的超聲波反射信號的分析，可以不經過手動校正，便能避免由于溫度和電路漂移等造成的測量結果偏差，從而實現自校正的功能。
[0019]標準塊上表面產生一次回波，標準塊下表面與被測工件上表面接觸處產生二次回波，被測工件下表面產生三次回波，儀器接收到回波信號的時刻分別為tl、t2、t3，單位為秒。由于標準塊厚度為2毫米，則在被測工件所處環境溫度下超聲波在被測工件中的傳播速度為c=4/(t2-tl)，單位為毫米每秒。所以被測工件厚度為h=c*(t3-t2)/2=2*(t3-t2)/(t2-tl)，單位為毫米。如圖4所示。
[0020]一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，由超聲換能器和標準塊I組成，所述超聲換能器2的表面固定一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同金屬標準塊。標準塊的厚度最好參照計量上的量塊的要求設計(比如20攝氏度、一個標準大氣壓下、相對濕度在 60%)，最好米用離散數值序列如 1.00mm、2.00 mm、3.00 mm、4.00 mm、5.00 mm、6.00mm、7.00 mm、8.00 mm、9.00 mm、10.0 mm0
[0021]金屬標準塊I更換為與被測工件聲學性能相同并且熱脹冷縮效果相同的金屬標準塊1，其中聲學性能指聲波傳播的速度，脹冷縮效果指相同溫度條件下的線膨脹系數。
[0022]標準塊的邊緣向上凸出3，凸出3部分有內螺紋4，與超聲換能器邊緣的外螺紋通過螺紋連接。
[0023]本實用新型未經描述的技術特征能夠通過或采用現有技術實現，在此不再贅述。當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，由超聲換能器和標準塊組成，所述超聲換能器的表面固定一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同的金屬標準塊。2.根據權利要求1所述的一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，金屬標準塊更換為與被測工件聲學性能相同并且熱脹冷縮效果相同的金屬標準塊，其中聲學性能指聲波傳播的速度，脹冷縮效果指相同溫度條件下的線膨脹系數。3.根據權利要求1所述的一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，標準塊的邊緣向上凸出，凸出部分有內螺紋，與超聲換能器邊緣的外螺紋連接。
【專利摘要】一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，涉及一種超聲波測厚儀探頭。現有的超聲波測厚儀不具有自校正功能，針對現有技術的不足，技術方案是：一種帶自校正功能的超聲波測厚儀的探頭，其特征在于，由超聲換能器和標準塊組成，所述超聲換能器的表面固定一塊厚度為1.00-10.0毫米、材料與被測工件相同金屬標準塊。標準塊的邊緣向上凸出，凸出部分有內螺紋，與超聲換能器邊緣的外螺紋通過螺紋連接。有益效果是：不經過人工手動操作就消除由于溫度和電路漂移造成的測量結果偏差，從而實現自校正的功能。
【IPC分類】G01B17/02
【公開號】CN204730815
【申請號】CN201520501354
【發明人】陳都, 陳隆君, 胡再國
【申請人】四川大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月13日