一种用于物探测量的点触式声波探头

摘要

本发明公开了一种用于物探测量的点触式声波探头，包括上下设置的上质量块和下质量块，上质量块的侧面凸出设置有用于与被测物体接触的锥体，上质量块和下质量块之间设置有依次由四个压电陶瓷片与三个电极片相间组成的两个晶振组，电极片上连接有正极引线和负极引线，压电陶瓷片、电极片、上质量块和下质量块之间的接触面涂有用于耦合的硅油，在上质量块和下质量块之间、位于两个晶振组外侧设置有防电磁干扰的一圈金属片，在上质量块、下质量块、晶振组和金属片之间的空隙浇注有单组份硅胶。本发明解决不使用耦合剂也能进行声波测试的问题，将面接触改为点接触，提高测试精度，扩大声波测试的范围。对无水的钻孔段进行点触式声波测试；也可对具有较大平面的固体介质进行点触式声波测试。

说明书

技术领域

本发明涉及一种声波探头，尤其是一种用于物探测量的点触式声波测试 探头。

背景技术

声波探头是实现声电转换的装置。既能发射声波信号又能接收声波信 号。

声波探头从结构上分为：直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦 探头、冲水探头、水浸探头、空气传导探头以及其它专用探头等。

使用声波探头对固体介质声波速度测试时，声波探头与被测固体介质是 面接触，接触面需要加耦合剂，常用的耦合剂有水、机油、甘油、水玻璃、 胶水、化学浆糊等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种应用于固体介质声波速度测试 的用于物探测量的点触式声波探头。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于物探测量 的点触式声波探头，包括上下设置的上质量块和下质量块，上质量块的侧面 凸出设置有用于与被测物体接触的锥体，上质量块和下质量块之间设置有依 次由四个压电陶瓷片与三个电极片相间组成的两个晶振组，电极片上连接有 正极引线和负极引线，压电陶瓷片、电极片、上质量块和下质量块之间的接 触面涂有用于耦合的硅油，在上质量块和下质量块之间、位于两个晶振组外 侧设置有防电磁干扰的一圈金属片，在上质量块、下质量块、晶振组和金属 片之间的空隙浇注有单组份硅胶。

所述锥体为圆锥体，其锥角为30-60°。

所述锥体的尖端部位镶嵌有硬质合金。

所述锥角为45°。

所述上质量块设置有贯通螺孔，下质量块设置有螺孔，通过螺栓依次穿 过上质量块的贯通螺孔、四个压电陶瓷片与三个电极片，拧入下质量块的螺 孔，使上质量块和下质量块紧固在一起，在与压电陶瓷片和电极片对应部位 的螺栓上套有硅胶管。

为了对晶振组产生更大的反射能量，所述下质量块的质量远大于上质量 块。

所述上质量块和下质量块为圆柱体。

本发明的有益效果是：解决不使用耦合剂也能进行声波测试的问题，由 于将面接触改为点接触，能提高测试精度。扩大声波测试的应用范围。可以 对无水的钻孔段进行点触式声波测试；也可以对具有较大平面的固体介质进 行点触式声波测试。

附图说明

图1是本发明的用于物探测量的点触式声波探头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明的用于物探测量的点触式声波探头，包括上下设置 的上质量块3和下质量块8，上质量块3的侧面凸出设置有用于与被测物体 接触的锥体1，上质量块3和下质量块8之间设置有依次由四个压电陶瓷片 4与三个电极片11相间组成的两个晶振组，电极片11上连接有正极引线7 和负极引线9，压电陶瓷片4、电极片11、上质量块3和下质量块8之间的 接触面涂有用于耦合的硅油，在上质量块3和下质量块8之间、位于两个晶 振组外侧设置有防电磁干扰的一圈金属片6，在上质量块3、下质量块8、 晶振组和金属片6之间的空隙浇注有单组份硅胶10。

所述锥体1为圆锥体，其锥角为30-60°，优选锥角为45°。所述锥体 的尖端部位镶嵌有硬质合金。

本实施例中，所述上质量块3设置有贯通螺孔，下质量块8设置有螺孔， 通过螺栓2依次穿过上质量块3的贯通螺孔、四个压电陶瓷片4与三个电极 片10拧入下质量块8的螺孔，使上质量块3和下质量块8紧固在一起，在 与压电陶瓷片4和电极片11接触部位的螺栓2上套有硅胶管5。为了对晶 振组产生更大的反射能量，所述下质量块8的质量远大于上质量块3。所述 上质量块3和下质量块8为圆柱体。

具体地说，本发明的用于物探测量的点触式声波探头，用于固体介质声 波速度测试。由一个90度的圆锥体的尖端作为点触体，与被测固体介质接 触，靠点接触传递声波，不需耦合剂。在圆锥体的尖端部位镶嵌有耐磨高硬 度合金。当用于钻孔声波测试时，点触体与孔壁要有一定的接触力，同时在 接触力的作用下点触体移动测点时还要与孔壁有滑动摩擦，所以镶嵌高硬度 耐磨合金，以增长使用寿命。两个圆柱状质量块，其中一个圆柱质量块侧面 与顶角为90度的圆锥体连接为一体；两个圆柱状质量块之间有4个压电陶 瓷片，组成两个晶振组，以增强激振能量。压电陶瓷片之间有铜片电极。用 螺栓将两个圆柱状质量块、两个晶振组和三个电极片紧固在一起。点触体1 与上质量块3为一体，构成对被测固体的振动源。压电陶瓷片4组成两个晶 振组，下质量块8的质量远大于上质量块3，作用是对晶振组产生更大的反 射能量。压电陶瓷片、电极片、两个质量块之间的接触面有硅油耦合。硅胶 管5起绝缘作用。单组份硅胶10起到绝缘和防水作用。金属片6是为了防 止干扰而设置。

组装时，依次将硅胶管5、四个压电陶瓷片4与三个电极片10相间、 上质量块3，分别套入螺栓2；之后螺栓2与下质量块8紧固；以上每一步 的结合面都涂有硅油耦合；负极引线9与中间电极片焊接，并与下质量块8 导电连接,正极引线7分别与另外两电极片焊接,并导线引出。下质量块8与 金属片6的接触部位开有一能使导线引出的槽。负极引线9、正极引线7， 在质量块8的开槽处引出。单组份硅胶10由开槽处注入。

在钻孔中测试时(发射或者接收)，要使探头体的轴向(需要定向装置) 与钻孔的轴向一致；对具有较大平面的固体介质进行测试时，要使探头体的 轴向与固体介质的平面平行。同时点触体与被测固体要有一定的接触力。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的 有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但 这种实施例都包括在本发明的范围之内。