CN109975428B - 线材在线全体积相控阵超声检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PAUT相控阵超声波无损检测领域，尤其是涉及一种线材在线全体积相控阵超声检测装置，包括支架，支架上设有可升降的弧形板，弧形板下表面与线材侧面贴合，弧形板上设有探头安装孔和注水孔，还包括电机和两根第一丝杠，电机通过链轮链条结构驱动两根第一丝杠同向旋转，两根第一丝杠的两端通过轴承座定位于支架上。本发明的利用同向旋转的两根丝杠带动线材旋转，利用与丝杠配合的螺母座推动线材前进，实现了对边旋转边前进的线材进行全体积超声检测；利用往复丝杠驱动螺母座做往复运动，实现对多根线材的快速检测；利用两排辊轴保持线材居中，并且两排辊轴的夹角可调，适应了对不同尺寸的线材进行超声检测。

Description

线材在线全体积相控阵超声检测装置

技术领域

本发明涉及PAUT相控阵超声波无损检测领域，尤其是涉及一种线材在线全体积相控阵超声检测装置。

背景技术

在钢结构工程无损检测领域，TOFD(衍射时差法)源于超声波能量扫描探 伤区域，缺陷中断能量的传播从而在缺陷端部引起所谓的衍射条纹，衍射条纹都是定向的并且可以在TOFD中通过一发一收布置的另外一个传感器接收。TOFD 在非平行扫查过程中，能精确测量缺陷的长度信息，但是无法进行缺陷精确位置(横向位置及纵向深度)和自身高度等的测定，并难以检出横向缺陷的问题。借助新的PAUT(相控阵)技术，它有大的扩散角，与常规超声检测一样它也是依靠反射信号进行缺陷位置以及大小的测量，能准确得到缺陷的水平方向和深度方向的位置信息。

授权公告号为CN206696246U的发明专利公开了一种PAUT异型法兰对接直管焊缝双侧链式扫查器，通过调节子母杆固定螺丝调节连接子杆伸缩长度，通过调节铰接固定螺丝调节连接子杆和连接母杆间的角度，可以适 应不同管径和壁厚对探头间距的要求，弹簧压紧支臂使探头楔块紧靠管壁保证耦合层均匀无变化，推动链式扫查器实现双探头沿管线周向扫查，完成整条焊缝质量信息的数据采集。但是该PAUT异型法兰对接直管焊缝双侧链式扫查器的缺点是：由于链式扫查器的移动范围有限，因此无法实现对线材（线性圆管、圆棒）进行全体积相控阵超声检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种线材在线全体积相控阵超声检测装置，其具有的对线材进行全体积相控阵超声检测的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种线材在线全体积相控阵超声检测装置，包括支架，支架上设有可升降的弧形板，弧形板下表面与线材侧面贴合，弧形板上设有探头安装孔和注水孔，还包括电机和两根第一丝杠，电机通过链轮链条结构驱动两根第一丝杠同向旋转，两根第一丝杠的两端通过轴承座定位于支架上，两根第一丝杠上均滑动配合有第一螺母座，两个第一螺母座固定连接，两个第一螺母座均抵于线材的端部，线材位于两根第一丝杠上方，且线材与两根第一丝杠均相切。

通过采用上述技术方案，将弧形板贴在线材侧面上，利用注水孔向弧形板与线材之间注水以形成水耦合层，探头得以对线材进行超声检测；电机带动两根第一丝杠同向旋转时，第一丝杠带动线材旋转，沿第一丝杠长度方向运动的第一螺母座推动线材向前运动，从而使探头得以对一边旋转、一边前进的线材进行全体积超声检测。

优选的，所述弧形板位于线材中轴线的正上方，探头安装孔和注水孔均位于弧形板顶部。

通过采用上述技术方案，可依靠重力使水均匀分布于弧形板与线材之间。

优选的，所述支架上固定有横梁，横梁下方从上至下同轴设有轴承、第二螺母座、蜗轮，第二螺母座与蜗轮固定连接，第二螺母座与轴承的内圈固定连接，横梁与轴承的外圈固定连接；支架上通过轴承座设有蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，第二螺母座内配合有竖直的第二丝杠，第二丝杠顶部贯穿轴承和横梁、底部穿过蜗轮后固定于弧形板顶部。

通过采用上述技术方案，通过旋转蜗杆，带动蜗轮和第二螺母座旋转，由于旋转的第二螺母座受轴承限位，因此第二丝杠可竖直升降，从而带动弧形板升降。

优选的，所述第二丝杠上固定有两个螺母，每个螺母内均螺接有螺柱，两根螺柱的底端分别抵于弧形板上表面沿线材周向的两侧。

通过采用上述技术方案，利用两根螺柱的升降控制弧形板的弧度，可使弧形板与不同直径的线材贴合，从而有利于弧形板与线材之间水耦合层的形成。

优选的，所述第一丝杠为往复丝杠。

通过采用上述技术方案，第一螺母座可自动在第一丝杠上往复运动，当一个线材检测完毕后，第一螺母座到达第一丝杠的一端时，线材被推下第一丝杠，此时关闭电机，然后将另一线材置于第一丝杠上，再启动电机，第一螺母座即可推着线材向第一丝杠的另一端运动，此时可对线材进行超声检测。

优选的，所述支架内设有两排辊轴，两排辊轴关于线材的中轴线对称，两排辊轴均与线材侧面接触。

通过采用上述技术方案，两排辊轴可作为线材前进的导向，还可保持线材位置居中。

优选的，所述辊轴的一端设有轴承座，轴承座枢接于支架上，辊轴的另一端连接有吊杆，一排辊轴连接于同一根吊杆上，吊杆两端均连接有吊绳，支架上设有手摇绞紧器，两根吊绳均绞于手摇绞紧器上。

通过采用上述技术方案，利用手摇绞紧器收放吊绳，可控制两排辊轴的夹角大小，从而使两排辊轴可与不同直径的线材接触。

优选的，所述支架每侧各设有两个吊环，每根吊绳穿于一个吊环内。

通过采用上述技术方案，利用吊环使吊绳弯折变向，避免了吊绳与线材、辊轴干涉。

优选的，所述支架的两端均固定有斜板，斜板位于两根第一丝杠之间，且斜板朝向支架外的一端高于第一丝杠，斜板朝向支架内的一端低于第一丝杠。

通过采用上述技术方案，第一螺母座可顺着斜板将线材推出第一丝杠。

上所述，本发明的有益技术效果为：

1. 利用同向旋转的两根丝杠带动线材旋转，利用与丝杠配合的螺母座推动线材前进，实现了对边旋转边前进的线材进行全体积超声检测；

2. 利用往复丝杠驱动螺母座做往复运动，实现对多根线材的快速检测；

3. 利用两排辊轴保持线材居中，并且两排辊轴的夹角可调，适应了对不同尺寸的线材进行超声检测；

4. 利用弧形板作为探头安装座，有利于水耦合层的形成，并且弧形板的弧度可调，适应了对不同尺寸的线材进行超声检测。

附图说明

图1是线材在线全体积相控阵超声检测装置的左视图；

图2是线材在线全体积相控阵超声检测装置的俯视图；

图3是线材在线全体积相控阵超声检测装置的正视图；

图4是图3中A部放大图；

图5是线材在线全体积相控阵超声检测装置的右视图。

图中，1、支架；2、弧形板；2a、探头安装孔；2b、注水孔；3、线材；4、第一丝杠；41、第一螺母座；5、电机；6、链轮链条结构；7、横梁；8、轴承；9、第二丝杠；91、第二螺母座；10、蜗轮；11、蜗杆；12、螺母；13、螺柱；14、辊轴；15、吊杆；16、吊绳；17、吊环；18、手摇绞紧器；19、枢接座；20、斜板；21、旋转手柄。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：图1为本发明公开的一种线材在线全体积相控阵超声检测装置，包括支架1，支架1为长方体框架形状，支架1的覆盖范围内设有两根平行的第一丝杠4，第一丝杠4沿支架1的长度方向设置，两根第一丝杠4的中轴线同在一个水平面内，第一丝杠4的两端均套有轴承座，轴承座固定于支架1的两端。支架1上固定有电机5，电机5通过链轮链条结构6驱动两根第一丝杠4同向旋转。

如图2所示，两根第一丝杠4上均滑动配合有第一螺母座41，两个第一螺母座41焊接固定，两根第一丝杠4同向旋转时，两个第一螺母座41可整体沿着第一丝杠4的长度方向移动。第一丝杠4为往复丝杠，第一螺母座41运动至第一丝杠4的端部后自动反向运动。

如图3所示，支架1上于第一丝杠4上方固定有横梁7（C型钢），横梁7与第一丝杠4垂直，横梁7下表面设有轴承8，轴承8的外圈与横梁7下表面焊接固定，轴承8的内圈下表面焊接固定有第二螺母座91，第二螺母座91下表面固定有蜗轮10，轴承8、第二螺母座91及蜗轮10同轴设置。第二螺母座91内配合有竖直的第二丝杠9，第二丝杠9顶部贯穿轴承8和横梁7、底部穿过蜗轮10后固定弧形板2（具有弹性的钢板或塑料板），探头安装于弧形板2上。蜗轮10上啮合有蜗杆11，蜗杆11上套有轴承座，轴承座固定于支架1上，蜗杆11的一端还设有旋转手柄21。用旋转手柄21手动驱动蜗杆11旋转，可带动蜗轮10和第二螺母座91旋转，由于旋转的第二螺母座91受轴承8限位，因此第二丝杠9可竖直升降，从而带动弧形板2上的探头升降，将线材3平躺于第一丝杠4上检测，可升降的探头能适应不同直径的线材3（线性圆管、圆棒）。

如图4所示，弧形板2位于线材3中轴线的正上方，弧形板2的下表面与线材3侧面相贴，弧形板2的最高处设有探头安装孔2a和注水孔2b，弧形板2最高处的两端各设有一个探头安装孔2a，注水孔2b设于两个探头安装孔2a之间。探头安装孔2a内用于安装探头，注水孔2b用于连接注水软管，水注入弧形板2与线材3之间形成水耦合层，探头发出的超声波以水耦合层作为介质传播到线材3内，从而对线材3进行超声检测。

结合图4与图5，第二丝杠9上固定有两个螺母12，每个螺母12内均螺接有螺柱13，两根螺柱13的底端分别抵于弧形板2上表面沿线材3周向的两侧。利用两根螺柱13的升降控制弧形板2的弧度，可使弧形板2与不同直径的线材3贴合，从而有利于弧形板2与线材3之间水耦合层的形成。

如图5所示，检测时，将线材3平躺于两根第一丝杠4上，使线材3与两根第一丝杠4均相切，并且将线材3的一端抵在第一螺母座41上，然后启动电机5，电机5驱动第一丝杠4旋转，第一丝杠4通过摩擦力带动线材3旋转，沿第一丝杠4长度方向运动的第一螺母座41推动线材3缓慢前进。

结合图2与图5，支架1内设有两排与线材3侧面接触的辊轴14，两排辊轴14关于线材3的中轴线对称，两排辊轴14可作为线材3前进的导向，还可保持线材3位置居中。支架1两侧各设有一排枢接座19，枢接座19上枢接有轴承座，辊轴14的一端穿于轴承座内、另一端固定于一根吊杆15上，吊杆15与第一丝杠4平行。共有两根吊杆15，一排辊轴14连接于同一根吊杆15上，吊杆15两端均连接有吊绳16，支架1上固定有手摇绞紧器18，两根吊绳16均绞于手摇绞紧器18上。支架1两侧各固定有两个吊环17，每根吊绳16穿于一个吊环17内，利用吊环17可使吊绳16弯折变向，避免了吊绳16与线材3、辊轴14干涉。

结合图2与图3，还可在支架1的两端固定斜板20（仅在图2和图3中用虚线示意），斜板20位于两根第一丝杠4之间，且斜板20朝向支架1外的一端高于第一丝杠4，斜板20朝向支架1内的一端低于第一丝杠4。

本实施例的实施方式为：将线材3置于初始位置，此时弧形板2位于线材3的一端，然后通过旋转手柄21驱动第二丝杠9升降，使弧形板2贴在线材3侧面上，利用注水孔2b向弧形板2与线材3之间注水以形成水耦合层，启动探头开始超声检测；再启动电机5驱动第一丝杠4旋转，使第一丝杠4带动线材3旋转、第一螺母座41推动线材3前进，直至弧形板2位于线材3的另一端时，超声检测完毕，第一螺母座41继续推线材3，将线材3顺着斜板20（见图3）推出第一丝杠4。

当检测的线材3直径改变时，用支架1两侧的两个手摇绞紧器18收放吊绳16，调节两排辊轴14的夹角，使两排辊轴14均能与线材3侧面接触；然后用扳手旋转螺柱13，使弧形板2沿线材3周向的弧度改变，从而与线材3贴合。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种线材在线全体积相控阵超声检测装置，包括支架（1），支架（1）上设有可升降的弧形板（2），弧形板（2）下表面与线材（3）侧面贴合，弧形板（2）上设有探头安装孔（2a）和注水孔（2b），其特征在于：还包括电机（5）和两根第一丝杠（4），电机（5）通过链轮链条结构（6）驱动两根第一丝杠（4）同向旋转，两根第一丝杠（4）的两端通过轴承座定位于支架（1）上，两根第一丝杠（4）上均滑动配合有第一螺母座（41），两个第一螺母座（41）固定连接，两个第一螺母座（41）均抵于线材（3）的端部，线材（3）位于两根第一丝杠（4）上方，且线材（3）与两根第一丝杠（4）均相切；

所述弧形板（2）位于线材（3）中轴线的正上方，探头安装孔（2a）和注水孔（2b）均位于弧形板（2）顶部；

所述支架（1）上固定有横梁（7），横梁（7）下方从上至下同轴设有轴承（8）、第二螺母座（91）、蜗轮（10），第二螺母座（91）与蜗轮（10）固定连接，第二螺母座（91）与轴承（8）的内圈固定连接，横梁（7）与轴承（8）的外圈固定连接；支架（1）上通过轴承座设有蜗杆（11），蜗杆（11）与蜗轮（10）啮合，第二螺母座（91）内配合有竖直的第二丝杠（9），第二丝杠（9）顶部贯穿轴承（8）和横梁（7）、底部穿过蜗轮（10）后固定于弧形板（2）顶部；

所述第二丝杠（9）上固定有两个螺母（12），每个螺母（12）内均螺接有螺柱（13），两根螺柱（13）的底端分别抵于弧形板（2）上表面沿线材（3）周向的两侧。

2.根据权利要求1所述的线材在线全体积相控阵超声检测装置，其特征在于：所述第一丝杠（4）为往复丝杠。

3.根据权利要求1所述的线材在线全体积相控阵超声检测装置，其特征在于：所述支架（1）内设有两排辊轴（14），两排辊轴（14）关于线材（3）的中轴线对称，两排辊轴（14）均与线材（3）侧面接触。

4.根据权利要求3所述的线材在线全体积相控阵超声检测装置，其特征在于：所述辊轴（14）的一端设有轴承座，轴承座枢接于支架（1）上，辊轴（14）的另一端连接有吊杆（15），一排辊轴（14）连接于同一根吊杆（15）上，吊杆（15）两端均连接有吊绳（16），支架（1）上设有手摇绞紧器（18），两根吊绳（16）均绞于手摇绞紧器（18）上。

5.根据权利要求4所述的线材在线全体积相控阵超声检测装置，其特征在于：所述支架（1）每侧各设有两个吊环（17），每根吊绳（16）穿于一个吊环（17）内。

6.根据权利要求1所述的线材在线全体积相控阵超声检测装置，其特征在于：所述支架（1）的两端均固定有斜板（20），斜板（20）位于两根第一丝杠（4）之间，且斜板（20）朝向支架（1）外的一端高于第一丝杠（4），斜板（20）朝向支架（1）内的一端低于第一丝杠（4）。

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