CN104020219A - 一种超声波探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉超声波探伤设备技术领域。一种超声波探伤装置，包括便携式超声波探测仪及其探测探头，包括磁力表座和安装在其上端面的活动支架，所述活动支架自由端安装夹持装置，所述探测探头一端安装在夹持装置端部的滑槽内且连接调节弹簧，所述探测探头工作端四周设置若干喷水管，所述喷水管固定连接活动支架且连通自动水箱。本发明结构简单，调节方便，安装拆卸快捷，可满足大部分工况需要，特别是较大规格铝棒件的探伤需要。

Description

一种超声波探伤装置

技术领域

本发明涉超声波探伤设备技术领域，特别是一种便携式的超声波探伤设备，通过固定在车床等加工设备上方便快捷完成对较大规格结构件的探伤。

背景技术

铝合金圆铸棒内部可能产生裂纹、气孔、疏松、夹渣等缺陷。这些如果让存在危险性缺陷的圆铸棒进入下一道压力加工工序或直接投入使用，将会带来经济损失甚至严重的后果。对有重要用途的铝合金圆铸棒做进一步质量控制有重要意义。

脉冲反射超声波检测技术是一种可以对被检测件进行全面探伤的无损检测方法。该方法利用超声波在遇到不同声阻抗的异质界面时一部分声能将被反射，并被超声波探头接收。超声波设备将缺陷信号和界面信号显示在荧光屏上。操作员根据波形判断缺陷的位置和当量。在评估缺陷的过程中，操作员将缺陷回波与对比试块的人工伤回波做对比获得缺陷的当量。最后，操作员将检测结果与验收标准进行比较，并对被检件做出评定。

现有的常见技术方案是手动接触式超声波探伤法。该方法需预先在铸棒表面涂一层工业耦合剂，然后人工手持超声波探头在铸棒表面扫查。但针对大铸棒时，人工劳动强度大，工作效率低。

现有的另一种较成熟的技术方案是水浸式自动化超声波探伤。这种方法检测效率高，灵敏度好。但制造困难，耗资巨大而且经济效益差。

发明内容

本发明的发明目的是：针对上述技术问题，提供一种超声波探伤装置，用于大规格棒材探伤，本发明通过快速安装在车床等机床上，利用机床本身运动特性和探伤需求完成对工件自动探伤。

本发明技术方案为：一种超声波探伤装置，包括便携式超声波探测仪及其探测探头，包括磁力表座和安装在其上端面的活动支架，所述活动支架自由端安装夹持装置，所述探测探头一端安装在夹持装置端部的滑槽内且连接调节弹簧，所述探测探头工作端四周设置若干喷水管，所述喷水管固定连接活动支架且连通自动水箱。

需了解的是本发明包括了三功能部分组成，第一部分是便携式超声波探伤仪和其探测探头；第二部分是用于固定和调节的机构装置，包括磁力表座和安装在其上端面的活动支架；第三部分是喷水***，包括喷水管和自动水箱。其中第一部分和第三部分安装在第二部分上且相互配合。本发明采用的是直接接触探伤，工作时通过磁力表座固定在车床的车架上，探测探头接触工件表面，喷水管对探测探头接触于工件接触处喷水；启动车床，超声波探伤仪同时工作。一般的，对大规格的铝棒进行探伤，需对安装在车床上得铝棒进行表面加工，保证表面粗糙度优于Ra3.2，以便于探伤工作顺利进行。为对大规格铝棒100％进行覆盖探测，超声波探伤仪以螺旋行进方式对铝棒表面进行声束覆盖扫查。其中，用水作为耦合剂，通过喷水管和自动水箱实现自动喷水。本发明的采用磁力表座用于快捷安装，其适合安装位置容易寻找，且通过配合任何机床对不同工件探伤。

优选的，所述探测探头工作端均匀设置四根喷水管，所述喷水管端部设置开关。设置多根喷水管用于保证水作为耦合剂充分附着工件表面，由于针对对大小不同的工件，可能只需直线式覆盖扫查，亦可能需要螺旋式的全面覆盖扫查。工件相对探测探头的运动方向针对不同工件有不同运动方向，因此保证水作为耦合剂的充分附着十分必要。

优选的，所述探测探头工作端上方设置一根喷水管，所述喷水管为塑料竹节管。竹节管能够进行360°调节，适应能力强，满足不同工作环境下的需要。

优选的，所述探测探头工作端上方设置一根喷水管，其下方还设置连接自动水箱的吸水管，所述吸水管端部设置带刮水板的集水槽。研究表明，水用作超声波探伤耦合剂时，采用蒸馏水效果较好，但蒸馏水使用成本高，为减低成本避免一次性使用在探测探头下方设置集水槽，集水槽收集多余的水，然后通过吸水管流入自动水箱，实现循环利用。这里不但是蒸馏水使用成本高，而且其他较好效果的耦合剂成本也较高，因而循环利用十分必要。这里自动水箱采用水泵实现喷水管喷水和吸水管吸水，实现自动水箱自动化。

相对上述集水槽的方案，这里设置活动支架自由端通过铰接连接第一夹持装置和第二夹持装置，所述探测探头一端安装在第一夹持装置端部的滑槽内且连接调节弹簧，所述探测探头工作端四周设置若干喷水管，所述喷水管固定在活动支架上且连通自动水箱；所述第二夹持装置端部安装带刮水板的集水槽，所述集水槽通过吸水管连接自动水箱。设置两个夹持装置，一是方便安装探测探头和集水槽，二是增加集水槽的使用平稳性，利于实现功能。

优选的，所述自动水箱在喷水管和吸水管端口分别设置过滤网。为保证水中无不必要杂质，设置过滤网对水进行过滤。

优选的，所述活动支架为多自由度二连杆结构。活动支架支架起着调节位置的功能，这里采用六自由度的二连杆实现活动支架多角度调节。

此外，这里提供另一种解决方案，包括非磁力固定座和安装在其上端面的活动支架，所述活动支架自由端安装夹持装置，所述探测探头一端安装在夹持装置端部的滑槽内且连接调节弹簧，所述探测探头工作端四周设置若干喷水管，所述喷水管固定连接活动支架且连通自动水箱。安装时，非磁力固定座使用车床上刀具夹持工件进行固定。这种方案结构与上述方案一致，不同之处在于：固定座；采用非磁力固定座其安装位置适用范围较小。

本发明有益效果是：1.本发明结构简单，调节方便，安装拆卸快捷，可满足大部分工况需要，特别是较大规格铝棒件的探伤需要。

2.本发明采用磁力表座可以安装在同机床上，通过机床运动配合，可快捷方便地对工件完成探伤，其使用成本低，应用广，无需再改造或制造特别机床。

3.本发明对耦合剂进行循环利用，降低使用成本。

附图说明

图1是本发明功能结构示意图；

图2是图1中探测探头的局部放大示意图；

图3是图1另一种功能结构示意图。

其中，1－超声波探伤仪、2－探测探头、3－磁力表座、4－活动支架、5－夹持装置、6－喷水管、7－弹簧、8－工件、9－第一夹持装置、10－第二夹持装置、11－集水槽、12－吸水管。

具体实施方式

本发明公开了一种超声波探伤装置，包括便携式超声波探测仪1及其探测探头2，包括磁力表座3和安装在其上端面的活动支架4，所述活动支架4自由端安装活动支架5，所述探测探头2一端安装在活动支架5端部的滑槽内且连接调节弹簧7，所述探测探头2工作端四周设置若干喷水管6，所述喷水管6固定连接活动支架4且连通自动水箱。

本发明利用机床夹持移动工件8并安装在机床，实现对工件8的直线探测或螺旋移动探测。采用磁力表座3可以通过开关实现磁性开关，从而使得本发明可移动安装在任何机床上，且安装位置可根据需要实际调节。而且本发明结构简单，使用制造成本低，避免需要制造专用设备，更加实用。

以下结合附图对本发明实施进行说明。

图1为本发明功能结构示意图，如图1所示。按照功能分为三部分，第一部分是便携式超声波探伤仪和其探测探头2。第二部分是用于固定的机构装置，包括磁力表座3和安装在其上端面的活动支架4，所述活动支架4自由端安装活动支架5，其中探测探头2一端安装在活动支架5端部的滑槽内且连接调节弹簧7。第三部分是喷水***，包括喷水管6和自动水箱，喷水管6安装在活动支架4上且位于探测探头2上方。

图2为探测探头2安装位置的局部放大图，活动支架5端部设置与探测探头2大小一致的滑槽，探测探头2一端位于滑槽内，另一端位于活动支架5端部外。由于探测探头2需要与工件直接接触，而且需要运动接触，为保持接触效果在探测探头2后端滑槽内还安装弹簧。弹簧用于探测探头2实现弹性为调节，保证接触效果。

如图3所示，这里设置活动支架4自由端通过铰接连接第一夹持装置9和第二夹持装置10，探测探头2一端安装在第一夹持装置9端部的滑槽内且连接调节弹簧7，探测探头2工作端四周设置若干喷水管6，喷水管6固定在活动支架4上且连通自动水箱；第二夹持装置10端部安装带刮水板的集水槽11，所述集水槽11底部设置吸水管12且吸水管12连接自动水箱。设置两个夹持装置，一是方便安装探测探头2和集水槽11，二是增加集水槽11的使用平稳性，利于实现功能。

同样的，只有一个工作夹持装置5时，探测探头2工作端上方可以只设置一根喷水管6，其下方还设置连接自动水箱的吸水管12，所述吸水管端部设置带刮水板的集水槽11，所述喷水管6和吸水管12采用的是塑料竹节管。研究表明，水用作超声波探伤耦合剂时，采用蒸馏水效果较好，但蒸馏水使用成本高，为减低成本避免一次性使用在探测探头2下方设置集水槽11，集水槽11通过其端部上安装的刮水板收集多余的水，然后通过吸水管流入自动水箱，实现循环利用。自动水箱采用水泵实现喷水管6喷水和吸水管吸水，实现自动水箱自动化。

进一步，针对上述方案自动水箱在喷水管6和吸水管12端口分别设置过滤网。为保证水中无不必要杂质，设置过滤网对水进行过滤。

为增加可应用范围，活动支架4为多自由度二连杆结构。活动支架4支架起着调节位置的功能，这里采用六自由度的二连杆实现活动支架4多角度调节。

Claims (8)

1.一种超声波探伤装置，包括便携式超声波探测仪及其探测探头，其特征在于：包括磁力表座和安装在其上端面的活动支架，所述活动支架自由端安装夹持装置，所述探测探头一端安装在夹持装置端部的滑槽内且连接调节弹簧，所述探测探头工作端四周设置若干喷水管，所述喷水管固定在活动支架上且连通自动水箱。

2.根据权利要求1所述的一种超声波探伤装置，其特征在于：所述探测探头工作端均匀设置四根喷水管，所述喷水管端部设置开关。

3.根据权利要求1所述的一种超声波探伤装置，其特征在于：所述探测探头工作端上方设置一根喷水管，所述喷水管为塑料竹节管。

4.根据权利要求1所述的一种超声波探伤装置，其特征在于：所述探测探头工作端上方设置一根喷水管，其下方还设置连接自动水箱的吸水管，所述吸水管端部设置带刮水板的集水槽。

5.根据权利要求1所述的一种超声波探伤装置，其特征在于：所述活动支架自由端通过铰接连接第一夹持装置和第二夹持装置，所述探测探头一端安装在第一夹持装置端部的滑槽内且连接调节弹簧，所述探测探头工作端四周设置若干喷水管，所述喷水管固定在活动支架上且连通自动水箱；所述第二夹持装置端部安装带刮水板的集水槽，所述集水槽通过吸水管连接自动水箱。

6.根据权利要求4或5任一所述的一种超声波探伤装置，其特征在于：所述自动水箱在喷水管和吸水管端口分别设置过滤网。

7.根据权利要求1所述的一种超声波探伤装置，其特征在于：所述活动支架为多自由度二连杆结构。

8.根据权利要求1所述的一种超声波探伤装置，其特征在于：包括非磁力固定座和安装在其上端面的活动支架，所述活动支架自由端安装夹持装置，所述探测探头一端安装在夹持装置端部的滑槽内且连接调节弹簧，所述探测探头工作端四周设置若干喷水管，所述喷水管固定连接活动支架且连通自动水箱。