CN110118825A - 一种螺栓超声波检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及螺栓无损检测技术领域，尤其是一种螺栓超声波检测装置，包括螺栓，螺栓顶端的外侧设置有导向机构，导向机构包括内导轨架和外导轨架，内导轨架和外导轨架均为圆环结构，且同心平行分布，内导轨架和外导轨架之间固定安装有若干连接杆，内导轨架的顶部安装有第一导轨，外导轨架的顶端固定安装有第二导轨，导向机构的底部设置有固定机构，导向机构的顶部设置有滑动机构，滑动机构的一侧固定安装有夹持机构，夹持机构上卡接有超声波探头，超声波探头位于螺栓的上方。本发明实现了自动检测的功能，数据重复性好，检测精度高，超声波探头的位置可调节，使得超声波探头的位置精确可控，提高了检测精度。

Description

一种螺栓超声波检测方法及装置
技术领域
本发明涉及螺栓无损检测技术领域，尤其涉及一种螺栓超声波检测方法及装置。
背景技术
螺栓联接是最常见的结构联接方式之一，广泛应用于能源电力、石油化工、铁路、船舶、机械制造等行业。由于螺栓受力复杂，在长期使用过程中会产生裂纹等危险性缺陷，为了保障使用安全，需要定期对螺栓进行超声波检测。目前，对螺栓进行超声波检测主要是采用单晶片的纵波直探头、小角度纵波斜探头或者采用相控阵探头，使用相应的常规超声波仪器或相控阵检测仪，用手拿着探头在螺栓端面进行移动对螺栓的螺纹部位、螺杆部位进行超声波检测；目前，主要是通过手动扫查方式对螺栓进行检测，但是，手动扫查方式存在很多缺点，第一、受人为操作方式影响大，重复性不高，手的压力大小、探头移动是否到位，都会对检测结果产生影响；第二、手动方式无法保证探头的匀速移动，对数据的显示和储存产生不利影响；第三、使用相控阵检测技术时，手持相控探头无法保证运动轨迹为圆形(探头运动轨迹圆心要与被检螺栓端面圆心一致)，实际检测与预设聚焦法则存在偏差，导致检测精度降低；第四、采用小角度纵波斜探头时难以保证声束垂直入射到待检区域，容易造成漏检；所以亟需一种易操作高精度的超声波检测装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在不易操作和检测精度低的缺点，而提出的一种螺栓超声波检测装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种螺栓超声波检测装置，包括螺栓，所述螺栓顶端的外侧设置有导向机构，所述导向机构包括内导轨架和外导轨架，所述内导轨架和外导轨架均为圆环结构，且同心平行分布，所述内导轨架和外导轨架之间固定安装有若干连接杆，所述连接杆环绕着内导轨架、外导轨架均匀分布，所述内导轨架的顶部固定安装有第一导轨，所述外导轨架的顶端固定安装有第二导轨；
所述导向机构的底部设置有固定机构，所述固定机构包括环形架，所述环形架位于螺栓的外侧，所述环形架的顶部固定安装有若干支撑板，所述支撑板环绕着环形架均匀分布，所述支撑板的顶部均与外导轨架固定连接，所述环形架的外侧壁上设置有若干第一螺栓，所述第一螺栓贯穿环形架的侧壁，且与环形架螺纹连接，所述环形架的内侧设置有若干与第一螺栓相对应的弧形夹板，所述弧形夹板的外侧与相对应的第一螺栓固定连接；
所述导向机构的顶部设置有滑动机构，所述滑动机构包括滑动座，所述滑动座内部的两端均固定安装有双轴电机，所述双轴电机的输出端固定连接有转轴，所述转轴贯穿滑动座的侧壁，且与滑动座转动连接，所述滑动座的两端分别固定连接有内滑轮和外滑轮，所述内滑轮卡接在第一导轨上，且与第一导轨滑动连接，所述外滑轮卡接在第二导轨上，且与第二导轨滑动连接；所述滑动机构的一侧固定安装有夹持机构，所述夹持机构上卡接有超声波探头，所述超声波探头位于螺栓的上方。
优选的，所述夹持机构包括滑动横杆，所述滑动横杆贯穿滑动座，且与滑动座滑动连接，所述滑动座的顶部设置有第二螺栓，所述第二螺栓贯穿滑动座的顶壁，且与滑动横杆螺纹连接，所述滑动横杆的一端固定连接有卡接座，所述卡接座位于滑动座的内侧，所述卡接座的内部卡接有滑块，所述滑块与卡接座滑动连接，所述卡接座的顶部螺纹连接有第三螺栓，所述第三螺栓贯穿卡接座的顶壁，且与滑块固定连接，所述滑块的外侧固定安装有夹持架，所述夹持架的两端均螺纹连接有第四螺栓，所述夹持架的内侧的两端设置有夹紧垫块，所述夹紧垫块与相对应的第四螺栓固定连接，所述超声波探头卡接在两个夹紧垫块之间。
优选的，所述卡接座的内部设置有与滑块相匹配的滑槽，所述滑块卡接在滑槽内。
优选的，所述夹持架为U型结构。
优选的，所述内滑轮和外滑轮的形状结构相同。
本发明还提供了一种螺栓超声波检测方法，包括如下步骤；
步骤1：将超声波探头安装在两个夹紧垫块之间，然后通过第二螺栓和第三螺栓调整超声波探头的位置，使得超声波探头位于待检测螺栓的正上方；
步骤2：通过控制测试仪按设定频率向超声波探头发射超声波激励信号，以使超声波探头向待检测螺栓发射超声波信号；
步骤3：启动双轴电机，使得内滑轮和外滑轮环绕着第一导轨、第二导轨滑动，从而使得超声波探头能够环绕着待测螺栓匀速移动；
步骤4：测试仪通过内部电子元件计算从超声波信号发射波发射超声波信号的结束时刻至经待检测螺栓产生底波的开始时刻之间超声波信号的总能量，将计算得到的总能量和预设的总能量与螺栓裂纹对应数据进行比对，根据比对结果得到待检测螺栓是否存在裂纹，以及在存在裂纹时的裂纹状况。
本发明提出的一种螺栓超声波检测装置，有益效果在于：
1、滑动机构和导向机构的设计，作用在于，通过双轴电机可以使得滑动座环绕着螺栓匀速移动，一方面实现了自动检测的功能，另一方面可以使得运动轨迹是一规则圆形，数据重复性好，检测精度高；
2、夹持机构的设计，作用在于，通过第二螺栓和第三螺栓可以调节超声波探头的位置，这就保证了超声波探头姿态和起始位置的精确可控，提高了检测精度。
附图说明
图1为本发明提出的一种螺栓超声波检测装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种螺栓超声波检测装置的导向机构的结构示意图；
图3为本发明提出的一种螺栓超声波检测装置的固定机构的结构示意图；
图4为本发明提出的一种螺栓超声波检测装置的夹持机构的结构示意图。
图中：螺栓1、导向机构2、内导轨架21、外导轨架22、连接杆23、第一导轨24、第二导轨25、固定机构3、环形架31、支撑板32、第一螺栓33、弧形夹板34、滑动机构4、滑动座41、双轴电机42、转轴43、内滑轮44、外滑轮45、夹持机构5、滑动横杆51、第二螺栓52、卡接座53、滑块54、第三螺栓55、夹持架56、第四螺栓57、夹紧垫块58、超声波探头6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种螺栓超声波检测装置，包括螺栓1，螺栓1顶端的外侧设置有导向机构2，导向机构2包括内导轨架21和外导轨架22，内导轨架21和外导轨架22均为圆环结构，且同心平行分布，内导轨架21和外导轨架22之间固定安装有若干连接杆23，连接杆23环绕着内导轨架21、外导轨架22均匀分布，内导轨架21的顶部固定安装有第一导轨24，外导轨架22的顶端固定安装有第二导轨25；
导向机构2的底部设置有固定机构3，固定机构3包括环形架31，环形架31位于螺栓1的外侧，环形架31的顶部固定安装有若干支撑板32，支撑板32环绕着环形架31均匀分布，支撑板32的顶部均与外导轨架22固定连接，环形架31的外侧壁上设置有若干第一螺栓33，第一螺栓33贯穿环形架31的侧壁，且与环形架31螺纹连接，环形架31的内侧设置有若干与第一螺栓33相对应的弧形夹板34，弧形夹板34的外侧与相对应的第一螺栓33固定连接；
导向机构2的顶部设置有滑动机构4，滑动机构4包括滑动座41，滑动座41内部的两端均固定安装有双轴电机42，双轴电机42的输出端固定连接有转轴43，转轴43贯穿滑动座41的侧壁，且与滑动座41转动连接，滑动座41的两端分别固定连接有内滑轮44和外滑轮45，内滑轮44和外滑轮45的形状结构相同，内滑轮44卡接在第一导轨24上，且与第一导轨24滑动连接，外滑轮45卡接在第二导轨25上，且与第二导轨25滑动连接；滑动机构4和导向机构2的设计，作用在于，通过双轴电机42可以使得滑动座41环绕着螺栓1匀速移动，一方面实现了自动检测的功能，另一方面可以使得运动轨迹是一规则圆形，数据重复性好，检测精度高。
滑动机构4的一侧固定安装有夹持机构5，夹持机构5上卡接有超声波探头6，超声波探头6位于螺栓1的上方，夹持机构5包括滑动横杆51，滑动横杆51贯穿滑动座41，且与滑动座41滑动连接，滑动座41的顶部设置有第二螺栓52，第二螺栓52贯穿滑动座41的顶壁，且与滑动横杆51螺纹连接，滑动横杆51的一端固定连接有卡接座53，卡接座53位于滑动座41的内侧，卡接座53的内部卡接有滑块54，卡接座53的内部设置有与滑块54相匹配的滑槽，滑块54卡接在滑槽内，且与卡接座53滑动连接。
卡接座53的顶部螺纹连接有第三螺栓55，第三螺栓55贯穿卡接座53的顶壁，且与滑块54固定连接，滑块54的外侧固定安装有夹持架56，夹持架56为U型结构，夹持架56的两端均螺纹连接有第四螺栓57，夹持架56的内侧的两端设置有夹紧垫块58，夹紧垫块58与相对应的第四螺栓57固定连接，超声波探头6卡接在两个夹紧垫块58之间，夹持机构5的设计，作用在于，通过第二螺栓52和第三螺栓55可以调节超声波探头6的位置，这就保证了超声波探头6姿态和起始位置的精确可控，提高了检测精度。
本发明还提供了一种螺栓超声波检测方法，包括如下步骤；
步骤1：将超声波探头安装在两个夹紧垫块之间，然后通过第二螺栓和第三螺栓调整超声波探头的位置，使得超声波探头位于待检测螺栓的正上方；
步骤2：通过控制测试仪按设定频率向超声波探头发射超声波激励信号，以使超声波探头向待检测螺栓发射超声波信号；
步骤3：启动双轴电机，使得内滑轮和外滑轮环绕着第一导轨、第二导轨滑动，从而使得超声波探头能够环绕着待测螺栓匀速移动；
步骤4：测试仪通过内部电子元件计算从超声波信号发射波发射超声波信号的结束时刻至经待检测螺栓产生底波的开始时刻之间超声波信号的总能量，将计算得到的总能量和预设的总能量与螺栓裂纹对应数据进行比对，根据比对结果得到待检测螺栓是否存在裂纹，以及在存在裂纹时的裂纹状况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种螺栓超声波检测装置，包括螺栓(1)，其特征在于，所述螺栓(1)顶端的外侧设置有导向机构(2)，所述导向机构(2)包括内导轨架(21)和外导轨架(22)，所述内导轨架(21)和外导轨架(22)均为圆环结构，且同心平行分布，所述内导轨架(21)和外导轨架(22)之间固定安装有若干连接杆(23)，所述连接杆(23)环绕着内导轨架(21)、外导轨架(22)均匀分布，所述内导轨架(21)的顶部固定安装有第一导轨(24)，所述外导轨架(22)的顶端固定安装有第二导轨(25)；
所述导向机构(2)的底部设置有固定机构(3)，所述固定机构(3)包括环形架(31)，所述环形架(31)位于螺栓(1)的外侧，所述环形架(31)的顶部固定安装有若干支撑板(32)，所述支撑板(32)环绕着环形架(31)均匀分布，所述支撑板(32)的顶部均与外导轨架(22)固定连接，所述环形架(31)的外侧壁上设置有若干第一螺栓(33)，所述第一螺栓(33)贯穿环形架(31)的侧壁，且与环形架(31)螺纹连接，所述环形架(31)的内侧设置有若干与第一螺栓(33)相对应的弧形夹板(34)，所述弧形夹板(34)的外侧与相对应的第一螺栓(33)固定连接；
所述导向机构(2)的顶部设置有滑动机构(4)，所述滑动机构(4)包括滑动座(41)，所述滑动座(41)内部的两端均固定安装有双轴电机(42)，所述双轴电机(42)的输出端固定连接有转轴(43)，所述转轴(43)贯穿滑动座(41)的侧壁，且与滑动座(41)转动连接，所述滑动座(41)的两端分别固定连接有内滑轮(44)和外滑轮(45)，所述内滑轮(44)卡接在第一导轨(24)上，且与第一导轨(24)滑动连接，所述外滑轮(45)卡接在第二导轨(25)上，且与第二导轨(25)滑动连接；所述滑动机构(4)的一侧固定安装有夹持机构(5)，所述夹持机构(5)上卡接有超声波探头(6)，所述超声波探头(6)位于螺栓(1)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种螺栓超声波检测装置，其特征在于，所述夹持机构(5)包括滑动横杆(51)，所述滑动横杆(51)贯穿滑动座(41)，且与滑动座(41)滑动连接，所述滑动座(41)的顶部设置有第二螺栓(52)，所述第二螺栓(52)贯穿滑动座(41)的顶壁，且与滑动横杆(51)螺纹连接，所述滑动横杆(51)的一端固定连接有卡接座(53)，所述卡接座(53)位于滑动座(41)的内侧，所述卡接座(53)的内部卡接有滑块(54)，所述滑块(54)与卡接座(53)滑动连接，所述卡接座(53)的顶部螺纹连接有第三螺栓(55)，所述第三螺栓(55)贯穿卡接座(53)的顶壁，且与滑块(54)固定连接，所述滑块(54)的外侧固定安装有夹持架(56)，所述夹持架(56)的两端均螺纹连接有第四螺栓(57)，所述夹持架(56)的内侧的两端设置有夹紧垫块(58)，所述夹紧垫块(58)与相对应的第四螺栓(57)固定连接，所述超声波探头(6)卡接在两个夹紧垫块(58)之间。
3.根据权利要求2所述的一种螺栓超声波检测装置，其特征在于，所述卡接座(53)的内部设置有与滑块(54)相匹配的滑槽，所述滑块(54)卡接在滑槽内。
4.根据权利要求2所述的一种螺栓超声波检测装置，其特征在于，所述夹持架(56)为U型结构。
5.根据权利要求1所述的一种螺栓超声波检测装置，其特征在于，所述内滑轮(44)和外滑轮(45)的形状结构相同。
6.一种根据权利要求1-5所述的螺栓超声波检测方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤1：将超声波探头安装在两个夹紧垫块之间，然后通过第二螺栓和第三螺栓调整超声波探头的位置，使得超声波探头位于待检测螺栓的正上方；
步骤2：通过控制测试仪按设定频率向超声波探头发射超声波激励信号，以使超声波探头向待检测螺栓发射超声波信号；
步骤3：启动双轴电机，使得内滑轮和外滑轮环绕着第一导轨、第二导轨滑动，从而使得超声波探头能够环绕着待测螺栓匀速移动；
步骤4：测试仪通过内部电子元件计算从超声波信号发射波发射超声波信号的结束时刻至经待检测螺栓产生底波的开始时刻之间超声波信号的总能量，将计算得到的总能量和预设的总能量与螺栓裂纹对应数据进行比对，根据比对结果得到待检测螺栓是否存在裂纹，以及在存在裂纹时的裂纹状况。
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