技术摘要：
本发明提供了一种超声相控阵环阵探头，用于对螺栓进行缺陷检测，包括探头主体，所述探头主体包括多个沿周向呈环形阵列排布的阵元，所述阵元为由负电极层、压电晶片、正电极层及匹配层由上往下依次堆叠形成的叠层结构，且所述匹配层位于所述正电极层与所述螺栓的端面之  全部
背景技术：
螺栓是工业装备中的标准配件之一，作为各种设备的连接件，具有施工简单、受力 性能好、可拆换、耐疲劳以及在动力荷载作用下不致松动等优点，其往往在复杂的应力、高 温高压、周期振动等各种恶劣工况下工作，很容易产生疲劳裂纹。 叶片螺栓是其他紧固件、连接件的一种，常用于叶片与风力发电机组轮毂的连接。 具体的，在叶片根部的玻璃纤维增强结构的中部位置附近，多个螺栓套被均匀、预埋、固定 在叶根相应的位置上，且预埋的螺栓套外缠绕有玻璃纤维单向粗纱，螺栓套之间的空隙处 嵌入楔形条填充，叶片出模后，并通过叶片螺栓与所述螺栓套连接以将所述叶片紧固在风 力发电机组的轮毂上，实现叶片与轮毂的可靠连接。该方式可以避免对叶根结构层的加工 损伤，叶根结构受力合理。 然而，风电机组的叶片螺栓失效问题在国内外的风场时有发生，设备运行过程中 发生螺栓断裂，威胁机组运行，严重者甚至造成风力发电机组叶片掉落折断损坏机组及周 边人员设备。为了确保风力发电机组及人员安全，必须尽可能早的发现裂纹缺陷，以便及时 更换。因此如何能检测更小裂纹缺陷，更快更方便的发现缺陷，一直是叶片螺栓检测的重点 和难点。 针对螺栓超声检测，目前检测的主流还是采用常规的直探头与小角度纵波斜探头 检测。针对螺栓内部裂纹等缺陷的检测通常采用常规超声设备配备纵波探头、折射角8.5° 或者横波探头、K值为1.7这样两种组合进行超声检测，在检测过程中需要来回更换探头，检 测过程繁琐，检测效率低且耗时较长。并且，螺栓紧固件多数几何形状为细长结构，采用常 规超声设备检测时超声波的能量容易产生极大衰减，导致灵敏度下降，极易发生漏检等情 况，造成安全隐患。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种超声相控阵环阵探头及螺栓检测系统，能够一次性实 现对螺栓的缺陷检测，检测效率高且检测效果好。 为了达到上述目的，本发明提供了一种超声相控阵环阵探头，用于对螺栓进行缺 陷检测，包括： 包括探头主体，所述探头主体包括多个沿周向呈环形阵列排布的阵元，所述阵元 为由负电极层、压电晶片、正电极层及匹配层由上往下依次堆叠形成的叠层结构，且所述匹 配层位于所述正电极层与所述螺栓的端面之间，所述螺栓的端部设置有一沉孔，所述探头 主体的中心设置有一通孔，所述通孔与所述沉孔的形状相匹配。 可选的，所述探头主体为圆柱形，所述超声相控阵环阵探头还包括内衬套及外衬 3 CN 111595952 A 说　明　书 2/5 页 套，所述外衬套套设在所述探头主体外，所述内衬套覆盖所述通孔的内壁，以使所述阵元夹 设在所述外衬套及所述内衬套之间。 可选的，所述外衬套与所述内衬套之间还设置有背衬，所述背衬位于所述负电极 层的上方。 可选的，所述超声相控阵环阵探头还包括外壳及内壳，所述外壳套设在所述外衬 套外，所述内壳嵌套在所述内衬套内。 可选的，所述超声相控阵环阵探头还包括一接线插座，所述接线插座包括贯穿所 述外壳的正极接线端子及负极接线端子，多个所述阵元的正电极层通过多根正极线缆与所 述正极接线端子连接，多个所述阵元的负电极层通过多根负极电缆与所述负极接线端子连 接。 可选的，所述接线插座外设置有护线套。 可选的，所述外壳的顶部还设置有用于密封所述探头主体的盖板。 可选的，所述阵元的数量为48个。 可选的，所述压电晶片为压电陶瓷片。 基于此，本申请还提供了一种螺栓检测系统，包括相控阵超声检测仪、螺栓、编码 器及所述的超声相控阵环阵探头，所述超声相控阵环阵探头与所述螺栓的端面接触，所述 超声相控阵环阵探头及所述编码器均与所述相控阵超声检测仪电连接，以使所述超声相控 阵环阵探头与所述编码器同步运行，所述相控阵超声检测仪用于控制所述超声相控阵环阵 探头发射及接收超声波，所述编码器用于记录所述螺栓的缺陷位置。 本发明提供了一种超声相控阵环阵探头及螺栓检测系统，与现有技术相比，具有 以下的优点和积极效果： 1)定位准确方便，不需移动超声相控阵环阵探头，一次检测覆盖整根螺栓，检测效 率大大提升； 2)超声相控阵拥有聚焦功能，及时检测较长螺栓，保证远端缺陷不漏检； 3)超声相控阵检测使用编码器记录数据，检测的每一根螺栓都可以保存一条数 据，每一次检测均具有可追溯性。 附图说明 图1为本发明实施例提供的超声相控阵环阵探头的结构示意图； 图2为本发明实施例提供的阵元的结构示意图； 图3为本发明实施例提供的螺栓检测系统的结构示意图； 其中，附图标记为： 1-相控阵超声检测仪；2-螺栓；3-编码器；4-超声相控阵环阵探头； 10-探头主体；20-通孔；30-内衬套；40-外衬套；50-外壳；51-内壳；61-正极接线端 子；62-负极接线端子；70-护线套；80-盖板； 100-压电晶片；110-负电极层；120-正电极层；130-匹配层；140-背衬。