超聲波探測器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超聲波檢測領域，具體而言，涉及超聲波探測器。
【背景技術】
[0002]超聲波檢測是現有的常使用的檢測方式，現有的超聲波檢測技術使用獨特外差法(Heterodyning)將這些超聲波訊號轉換為音頻信號，而后，再讓使用者透過耳機來聽到這些聲音，并于用于顯示的面板上看到強度指示。外差法原理如同收音機(外差法是一種干涉測量的方法，它通過改變參考信號的頻率，使其與測量信號之間產生一個頻率差，參考信號與測量信號干涉后，干涉信號相位中包含了相位調制項(載波)與被測量項，通過對干涉信號進行解調即可得到被測量的相位。這種在干涉信號相位中引入載波的方法稱為外差法。與零差法相比，外差法通過干涉信號解調測得被測物理量，干涉信號強度的變化對測量的影響可以忽略，從而提高了干涉測量精度)。使用超聲波技術的優點就是容易理解、方便，超聲波是一高頻短波信號，此聲波是不被人耳所直接聽見，當使用者透過超聲波檢測儀可近距離偵測到這些聲音，可用于定位查找氣體或空氣泄漏、電氣故障時產生的超聲波音源的位置。
[0003]現有的超聲波檢測技術中所采用的探測器通常由兩部分組成，超聲波信號生成器和超聲波信號采集器，超聲波信號采集器的信號采集點用于獲取由超聲波信號生成器所生成，并且在接觸被測物后反射回來的超聲波，其中超聲波信號采集器是通過設置于其內部的傳感器(信號采集點)進行采集的。
[0004]隨著檢測對象的種類的增加，對超聲波檢測技術本身的發展提出了許多挑戰性問題，如對缺陷精確定量、定位問題，復雜環境和特殊區域的檢測問題等。目前超聲波檢測技術在氣體檢測方面對有毒氣體及無法涉足的區域不能檢測，在高壓線路及電器設備的漏電不能檢測，也就是無法對距離較遠的位置進行檢測。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供超聲波探測器，以提高了超聲波探測器的探測距離。
[0006]第一方面，本發明實施例提供了超聲波探測器，包括:集波器和超聲波信號接收器，集波器置于超聲波信號接收器的一側，且與超聲波信號接收器的信號采集點相對應，集波器用于將投射到集波器上的超聲波反射至信號采集點。
[0007]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，集波器為球面集波器，信號采集點與球面集波器的焦點距離小于預設的距離。
[0008]結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，信號采集點位于球面集波器的焦點上。
[0009]結合第一方面的第一種可能的實施方式或第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，超聲波探測器還包括激光瞄準器，激光瞄準器的激光發射孔背離集波器，使激光瞄準器所發射的激光朝向遠離集波器的方向運動。結合第一方面的第一種可能的實施方式或第二種可能的實施方式，超聲波探測器，還包括槍型支架，集波器、超聲波信號接收器和激光瞄準器均置于槍型支架上，激光瞄準器和集波器分別置于槍型支架的兩側。
[0010]結合第一方面的第一種可能的實施方式或第二種可能的實施方式，信號采集點遠離集波器的外周部設置有信號屏蔽層，信號屏蔽層用于阻斷信號源直接向信號采集點所發出的超聲波信號。
[0011 ] 結合第一方面的第一種可能的實施方式或第二種可能的實施方式，超聲波探測器還包括呈柱狀或錐裝的延伸探棒，延伸探棒與超聲波信號接收器的信號采集點相連接。
[0012]結合第一方面的第一種可能的實施方式或第二種可能的實施方式，超聲波探測器，還包括儲存器，儲存器與信號采集點相連接，用于儲存信號采集點所獲取到的超聲波信號。
[0013]結合第一方面的第一種可能的實施方式或第二種可能的實施方式，延伸探棒為鋁合金材質。
[0014]結合第一方面的第一種可能的實施方式或第二種可能的實施方式，超聲波探測器，還包括耳機和信號轉換器，耳機通過信號轉換器與信號采集點電連接，信號轉換器用于將信號采集點獲取到的超聲波信號進行轉換。
[0015]本發明實施例提供的超聲波探測器，采用了集波器，與現有技術中的只使用位于超聲波信號采集器中的傳感器來采集超聲波信號，而導致遠距離的超聲波信號無法有效的被接收相比，其通過設置了與信號采集點相對應的集波器，使得遠距離的超聲波信號經過了集波器進行信號聚攏之后再傳送給信號采集點，使得信號采集點獲取到的信號是經過變相放大的，也就提高了信號采集點所采集到信號的強度，也就提高了信號采集器采集到信號的精度，進而使得操作人員能夠更加準確的根據超聲波信號判斷出被檢測物的位置和問題。
[0016]為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0018]圖1示出了本發明實施例所提供的一種超聲波探測器的基本結構圖；
[0019]圖2示出了本發明實施例所提供的一種超聲波探測器的集波器工作原理圖；
[0020]圖3示出了本發明實施例所提供的一種超聲波探測器的可連接延伸探棒示意圖；
[0021]圖4示出了本發明實施例所提供的一種超聲波探測器的不可連接延伸探棒示意圖；
[0022]圖5示出了本發明實施例所提供的一種超聲波探測器的集采器和集音頭示意圖。
[0023]主要元件符號說明:1，連接部；2，轉接頭；3，延伸探棒；4，采集器；5，集音頭；6，集波器；7，槍型支架；8，激光瞄準器；9，信號采集點。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025]超聲波通常指20000Hz以上，單純靠人耳是無法聽到的聲波。本發明所提供的超聲波主要是應用在故障檢測的工作環境中，當然，這并不影響本發明所提供的超聲波探測器在相關領域中的應用。隨著工業技術的發展，當生產出現故障的時候，很容易出現區域污染，或者形成危險區，如電弧、電暈放電、危險氣體泄漏等等，這種危險的場所(危險區域的范圍無法確定的場所)是不適合近距離測量的，如果近距離測量很有可能造成人員的傷亡。但為了能夠盡快查找到故障點，如危險氣體泄露點、污染水釋放點等的具體位置，以盡快的修復故障，還是需要盡快對故障點的位置進行確定。考慮到傳統技術中的超聲波探測器的工作范圍有限，無法在距離較遠的位置進行探測，因而需要通過對已經經過衰減的超聲波進行加強來確保信號采集點所檢測到的超聲波信號是有效和真實的。
[0026]相關技術中，UT100K超聲波放電/泄漏檢測儀使用獨特外差法(Heterodyning)將這些超聲波訊號轉換為音頻信號，讓使用者透過耳機來聽到這些聲音，并于面板上看到強度指示。外差法原理就像是收音機，使用超聲波技術的優點就是容易理解、方便，超聲波是一高頻短波信號，此聲波是不被人耳所直接聽見，當使用者透過超聲波檢測儀可完全偵測到這些聲音，可用于定位查找氣體或空氣泄漏、電氣故障時產生的超聲波音源的位置，但在超過5米的范圍內不能檢測。
[0027]具體的，本發明所提供的超聲波探測器，如圖1所示，包括:集波器6和超聲波信號接收器，集波器6置于超聲波信號接收器的一側，且與超聲波信號接收器的信號采集點9相對應，集波器6用于將投射到集波器6上的超聲波反射至信號采集點9。
[0028]其中，集波器6的作用是將發射到集波器6上的超聲波進行聚攏和將聚攏后的超聲波反射到信號采集點9上，以使信號采集點9能夠獲取到足夠有效的超聲波信號。集波器6的形狀可以是弧線形的，也可以是由帶有夾角的兩條長條形板構成。
[0029]需要說明的是，由帶有夾角的兩條長條形板構成集波器6只能夠兩信號采集點9兩側有限的超聲波信號進行聚攏，無法將所有發射到集波器6上的超聲波信號全部反射到信號采集點9上，也就是超聲波信號的聚攏效果不好，但這種集波器6的制造簡單，易于推廣。
[0030]另一種情況集波器6為球面集波器6，信號采集點9與球面集波器6的焦點距離小于預設的距離。球面的集波器6能夠有效的將投射到球面的超聲波進行聚攏(超聲波信號由遠處向球面集波器6的內側進行發射，如圖2所示)。當超聲波信號均是垂直于球面聚波器邊緣兩點的連線時，該球面集波器6便能夠將發射到其表面的所有超聲波均反射到其焦點上，也就是能夠使焦點上的超聲波信號最大化。使用的時候，并不需要嚴格的確定球面集波器6的焦點位置，只要在一個合理的范圍內即可(信號采集點9與球面集波器6焦點的距離差值足夠小，就能夠保證信號采集點9所獲取到的超聲波信號是足夠有效的了)，當然，為了最大化測量的精度，還可以將信號采集點9設置于球面集波器6的焦點上，即信號采集點9位于球面集波器6的焦點上圖2示出了集波器6的工作原理圖，圖中，有效的信號能夠直接反射到焦點上(垂直于球面聚波器邊緣兩點的連線的信號)，而其他的雜波，則無法反射到焦點上，或者只有少量能夠反射到焦點上。
[0031]需要說明的是，球面集波器6可以分為圓球面和橢球面兩種，在不同的使用場合可以根據需要使用不同類型的集波器6。
[0032]進一步，為了能夠使超聲波信號是垂直于球面集波器6邊緣兩點的連線，需要使用對準工具來使集波器6能夠對準發出超聲波的信號源。也就是本發明所提供的超聲波探測器，還包括激光目苗準器8，激光目苗準器8的激光發射孔背離集波器6，使激光目苗準器8所發射的激光朝向遠離集波器6的方向運動。
[0033]具體的，激光瞄準器8優選為其發出激光所在的直