一种薄片式超声传感器的制作方法

1.本发明属于核电检测设备领域，特别涉及一种薄片式超声传感器。


背景技术：

2.在核电检测领域常常需要厚度低于1.6毫米甚至更小的超声探头。现有的超薄式主要有以下两种：cn201520753772.2所公开的超声探头，其发射端和接收端分开布置，每次动作仅能检测一列（或一行）燃料组件，检测效率不高；cn201810398207.7所公开的超声探头，其背衬层采用钨粉与环氧树脂混合物制作，存在脉冲窄、频带宽、检测灵敏度太低的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种检测效率高，信号准确稳定的薄片式超声传感器。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种薄片式超声传感器，其包括基板，设于所述基板的一端部且用于调节基板水平的调节部，所述基板的另一端部设有安装槽，所述薄片式超声传感器还包括安装于所述安装槽内的晶片以及粘结在所述晶片和安装槽之间的背衬层，所述背衬层的成分如下：氧化铝
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10%-30%环氧树脂e51
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50%-80%聚醚砜
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5%-15%玻璃微珠
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3%-7%。
5.优化的，所述背衬层的成分如下：氧化铝
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20%环氧树脂e51
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65%聚醚砜
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10%玻璃微珠
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5%。
6.优化的，所述基板内设有沿其长度方向延伸的导线槽，所述导线槽的敞口位于所述基板的上下侧面上，所述基板的上下侧面上设置有挡板，所述基板上下侧面上的挡板交替设置且上下相邻的两个挡板之间形成与导线槽连通的贯通孔。
7.优化的，所述调节部包括与所述输送机构固定连接的固定块、固定于所述基板上的调整块、一端部螺纹连接于所述固定块上且另一端部卡设于所述调整块上的调节螺钉以及螺纹连接于所述调节块上且压紧于所述基板上的压紧螺钉，基板可滑动的插设于固定块上，所述调节螺钉的步进方向与基板和固定块的插接方向相平行，压紧螺钉的步进方向与基板和固定块的插接方向相垂直。
8.本发明的有益效果在于：本发明专利发射端和接收端位于同一侧不锈钢基板上，实际检测时采用10组薄片超声传感器同时进行检测，一次动作既能完成17列（或17行）燃料棒检测；采用高衰减低声阻抗背衬层配方工艺，制作出的传感器信号宽脉冲、窄频带，有利
于板波的产生。
附图说明
9.图1是薄片式超声传感器的结构示意图；图2是基板和晶片的结构示意图；图3是薄片式超声传感器性能测试时域图；图4是薄片式超声传感器性能测试频域图；图5是完好管子的回波幅度示意图；图6是漏管的回波幅度示意图；图7是利用本薄片式超声传感器检测漏管信号达到80%fsh的灵敏度时的示意图。
具体实施方式
10.下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：如图1-2所示，薄片式超声传感器1包括基板11，设于基板11的一端部且用于调节基板11水平的调节部12，基板11的另一端部设有安装槽，薄片式超声传感器1还包括安装于安装槽内的晶片13以及粘结在晶片13和安装槽之间的背衬层14. 基板11内设有沿其长度方向延伸的导线槽15，导线槽15的敞口位于基板11的上下侧面上，基板11的上下侧面上设置有挡板16，基板11上下侧面上的挡板16交替设置且上下相邻的两个挡板16之间形成与导线槽15连通的贯通孔17。调节部12包括与输送机构3固定连接的固定块121、固定于基板11上的调整块122、一端部螺纹连接于固定块121上且另一端部卡设于调整块122上的调节螺钉123以及螺纹连接于调节块上且压紧于基板11上的压紧螺钉124，基板11可滑动的插设于固定块121上，调节螺钉123的步进方向与基板11和固定块121的插接方向相平行，压紧螺钉124的步进方向与基板11和固定块121的插接方向相垂直。调节螺钉123的另一端部与调整块122相转动连接，调整块122上开设有肚大口小的连接孔，调节螺钉123的另一端部与连接孔相匹配且设于连接孔内。转动调节螺钉123可以调节基板11伸出的长度，转动压紧螺钉124可以调节基板11水平度。
11.背衬层的成分如下：氧化铝
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10%-30%环氧树脂e51
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50%-80%聚醚砜
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5%-15%玻璃微珠
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3%-7%。
12.最优，背衬层的成分如下：氧化铝
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20%环氧树脂e51
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65%聚醚砜
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10%玻璃微珠
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5%。
13.通过上述高衰减低声阻抗背衬层配方，制作出的薄片式超声传感器信号宽脉冲、窄频带，有利于板波的产生，测试灵敏度极高；本薄片式超声传感器用于管道壁泄漏检测，利用薄片式超声传感器在管道壁上产生板波，当管道壁有泄漏，导致管道壁有水时，薄片式
超声传感器所反馈的信号的时域图和频域图上会有明显波动，如图3、图4所示。
14.检测对比效果如图5-7所示，图5为完好管子的回波幅度示意图，此时信号达到80%fsh；图6为漏管的回波幅度示意图；图7将利用本薄片式超声传感器检测漏管信号达到80%fsh的灵敏度时的示意图，其与图5中完好管子的增益差值大，充分说明本薄片式超声传感器灵敏度高。
15.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种薄片式超声传感器,其包括基板，设于所述基板的一端部且用于调节基板水平的调节部，所述基板的另一端部设有安装槽，所述薄片式超声传感器还包括安装于所述安装槽内的晶片以及粘结在所述晶片和安装槽之间的背衬层，所述背衬层的成分如下：氧化铝
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10%-30%环氧树脂e51
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50%-80%聚醚砜
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5%-15%玻璃微珠
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3%-7%。2.根据权利要求1所述的薄片式超声传感器，其特征在于：所述背衬层的成分如下：氧化铝
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20%环氧树脂e51
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65%聚醚砜
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10%玻璃微珠
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5%。3.根据权利要求1所述的薄片式超声传感器，其特征在于：所述基板内设有沿其长度方向延伸的导线槽，所述导线槽的敞口位于所述基板的上下侧面上，所述基板的上下侧面上设置有挡板，所述基板上下侧面上的挡板交替设置且上下相邻的两个挡板之间形成与导线槽连通的贯通孔。4.根据权利要求1所述的薄片式超声传感器，其特征在于：所述调节部包括与所述输送机构固定连接的固定块、固定于所述基板上的调整块、一端部螺纹连接于所述固定块上且另一端部卡设于所述调整块上的调节螺钉以及螺纹连接于所述调节块上且压紧于所述基板上的压紧螺钉，基板可滑动的插设于固定块上，所述调节螺钉的步进方向与基板和固定块的插接方向相平行，压紧螺钉的步进方向与基板和固定块的插接方向相垂直。

技术总结
本发明公开了一种薄片式超声传感器,其包括基板，设于所述基板的一端部且用于调节基板水平的调节部，所述基板的另一端部设有安装槽，所述薄片式超声传感器还包括安装于所述安装槽内的晶片以及粘结在所述晶片和安装槽之间的背衬层，所述背衬层的成分如下：氧化铝：10%-30%；环氧树脂E51：50%-80%；聚醚砜：5%-15%；玻璃微珠：3%-7%。采用高衰减低声阻抗背衬层配方工艺，制作出的传感器信号宽脉冲、窄频带，有利于板波的产生。有利于板波的产生。有利于板波的产生。


技术研发人员：金晓明 李炳乾 李守彬 胡晨旭 郝庆阳
受保护的技术使用者：苏州热工研究院有限公司 中国广核集团有限公司 中国广核电力股份有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/3/1