CN111157625A - 超声探头***以及超声检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及无损检测中的水浸超声检测领域，提供了超声探头***以及超声检测设备。超声探头***包括安装座以及安装在所述安装座上的超声探头和多个激光发射端，其中，多个所述激光发射端定位成使得各自发出的激光束相交于相同交点，并且所述交点位于所述超声探头的声轴线上。本发明能够实现利用激光实时指示出探头位置，不用经过位置换算，使超声设备操作人员能实时通过激光的指示肉眼直接观测出探头声轴线准确的检测位置，并且能准确指出超声探头声轴线在任意形状工件表面的位置。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测中的水浸超声检测领域，特别是涉及超声探头***以及超声检测设备。
背景技术
超声水浸检测设备检测工件需要设置超声扫描计划区域，扫描区域的确定是用超声探头确定需要检测各工件边缘位置，因此需要观测探头在试块边缘的位置和***中的坐标值。但因为工件和超声检测探头浸没在水中，因水的折射现象很难观察出探头发射的声束相对工件的位置，或是探头在工件上的实时检测位置。为了方便确定这个位置，需要在超声检测中利用激光对超声探头实时定位。利用激光指示超声探头的声束所在位置，可以大大方便扫描范围设置。
超声检测中利用激光对超声探头实时定位的装置，由激光源和激光源固定架等组成。该部分组件固定到超声检测设备的探头附件，对超声探头检测位置进行激光标识，能确认超声探头的检测位置，方便操作人员观察超声探头在当下***坐标的位置，能更好的确认超声探头需要检测的区域，更好的设置超声扫描计划区域，以方便超声设备操作人员对超声探头检测位置的确定。
例如，专利号为201510158679.1的中国发明专利，其中固定了超声探头与激光笔之间的距离，但在使用过程中需要先将激光笔发出的激光线移动到工件需要指示的位置，记录此时激光笔的位置，之后再通过软件对探头位置进行换算，计算出探头要到达激光笔所指示位置的坐标，再计算出探头坐标位置。该发明对于探头指示位置需要换算，较为麻烦；其次在使用过程中不能实时指示出超声探头的位置。再次该发明只能用于平面工件指示超声探头位置，对于曲面工件用激光笔和超声探头位置之间关系换算出探头位置不可实现。因此该发明不能更方便的适用于超声检测过程。
发明内容
为解决现有技术中存在的缺陷，本发明实施例提供了超声探头***以及超声检测设备，以至少实现利用激光实时指示出探头位置，不用经过位置换算，使超声设备操作人员能实时通过激光的指示肉眼直接观测出探头声轴线准确的检测位置，并且能准确指出超声探头声轴线在任意形状工件表面的位置。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种超声探头***，包括安装座以及安装在所述安装座上的超声探头和多个激光发射端，其中，多个所述激光发射端定位成使得各自发出的激光束相交于相同交点，并且所述交点位于所述超声探头的声轴线上。
根据本发明的实施例，所述激光发射端构造成线型激光发射端，其中，多个所述线型激光发射端定位成使得各自发出的线型光束相交于相同交点，并且所述交点位于所述声轴线上。
根据本发明的实施例，任一所述线型激光发射端发出的线型光束与所述超声探头的声轴线组成第一平面，并且另一所述线型激光发射端发出的线型光束与所述超声探头的声轴线组成第二平面，其中，所述第一平面与所述第二平面相交，并且相交线与所述声轴线重合。
根据本发明的实施例，所述第一平面与所述第二平面彼此垂直。
根据本发明的实施例，所述安装座上安装有多个激光发射装置，并且每个所述激光发射装置均具有所述激光发射端。
根据本发明的实施例，所述安装座上形成有容纳所述激光发射装置的容纳腔，其中，所述容纳腔的顶部覆盖有密封盖板并且底部设置有透镜，所述激光发射装置的引线由所述密封盖板引出，并且所述激光发射端发出的激光束由所述透镜射出。
根据本发明的实施例，还包括与所述安装座独立设置的多个激光发射装置，并且每个所述激光发射装置均通过光纤连接所述激光发射端。
根据本发明的实施例，所述光纤的端部安装有线型准直透镜，并且所述激光发射端发出的激光束由所述线型准直透镜射出。
根据本发明的实施例，所述超声探头***包括围绕所述超声探头间隔开设置的两个所述激光发射端。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种超声检测设备，包括如上所述的超声探头***。
在本发明实施例提供的超声探头***以及超声检测设备中，由于多个激光发射端定位成使得各自发出的激光束相交于相同交点，并且交点位于超声探头的声轴线上，从而能够实现利用激光实时指示出探头位置，不用经过位置换算，使超声设备操作人员能实时通过激光的指示肉眼直接观测出探头声轴线准确的检测位置，并且能准确指出超声探头声轴线在任意形状工件表面的位置。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明超声探头***一个实施例的立体图；
图2是图1所示实施例在使用时的立体图；
图3是图2所示实施例的仰视图。
附图标记：
100：超声探头***；102：安装座；104：超声探头；106：激光发射装置；L：声轴线；I：第一线型光束；II：第二线型光束。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
现参见图1至图3，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何限定。
如图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供了一种超声探头***100。具体地，该超声探头***100包括安装座102以及安装在安装座102上的超声探头104和多个激光发射端。
如图2和图3所示，多个激光发射端定位成使得各自发出的激光束相交于相同交点，并且该交点位于超声探头104的声轴线L上。
因此，根据以上描述可知，在本发明实施例提供的超声探头***100中，由于多个激光发射端定位成使得各自发出的激光束相交于相同交点，并且交点位于超声探头104的声轴线L上，从而能够实现利用激光实时指示出探头位置，不用经过位置换算，使超声设备操作人员能实时通过激光的指示肉眼直接观测出探头声轴线准确的检测位置，并且能准确指出超声探头声轴线在任意形状工件表面的位置。
进一步地如图2和图3所示，激光发射端可以构造成线型激光发射端。具体地，多个线型激光发射端可以定位成使得各自发出的线型光束(例如第一线型光束I和第二线型光束II)相交于相同交点，并且交点位于声轴线L上。换句话说，在以上的实施例中，任一线型激光发射端发出的线型光束与超声探头104的声轴线可以组成第一平面，并且另一线型激光发射端发出的线型光束与超声探头104的声轴线可以组成第二平面，而第一平面与第二平面彼此相交，并且相交线与声轴线L重合，从而形成如图2和图3所示的情况。可选地，如图3所示，第一平面与第二平面可以彼此相互垂直；但是应当理解的是，第一平面和第二平面相互垂直仅是本发明的一个实施例，在其他可选的实施例中第一平面和第二平面可以彼此相交但并非彼此垂直。
换句话说，在以上所述的实施例中，由于第一平面和第二平面均满足“声轴线在平面上”的要求，且第一平面与第二平面相交，因此由三维几何定理可知两平面有且仅有一条交线，并且与声轴线相同，因此沿两平面投射的激光线交点通过声轴线。
在实际应用过程中，安装座102安装于超声检测设备机械运动轴的末端或是角度位移装置的末端，超声探头104安装于安装座102上，激光发射装置106发出激光为线型激光，安装于安装座102的内部。线型激光通过探头声轴线，两个线型激光相交于一点，该相交点即为超声探头声轴线指示位置。
在本发明的一个实施例中，如图1和图2所示，安装座102上可以安装有多个激光发射装置106，并且每个激光发射装置106均可以具有如上所述的激光发射端。换句话说，在该实施例中，发出激光束的激光发射端位于激光发射装置106上，而激光发射装置106安装在安装座102上。
在如上所述的实施例中，安装座102上可以形成有容纳激光发射装置106的容纳腔。具体地，容纳腔的顶部覆盖有密封盖板并且底部设置有透镜，激光发射装置106的引线可以由密封盖板引出，并且激光发射端发出的激光束可以由透镜射出。在一个实施例中，容纳腔的底部可以覆盖有透镜；而在另一个实施例中，容纳腔内部可以安装有透镜，并且底部覆盖透光的密封盖板。
在另一个未在图中示出的实施例中，超声探头***100可以包括与安装座102独立设置的多个激光发射装置，并且每个激光发射装置均通过光纤连接激光发射端。在此实施例中，光纤的端部可以安装有线型准直透镜，并且激光发射端发出的激光束可以由线型准直透镜射出。
根据以上描述可知，对于激光发射装置106有两种设计方式。一种是由激光器、光纤、线型准直透镜组成，激光器(即激光发射装置106)安装于超声检测设备水面以上，通过光纤将激光光源引到安装座102的激光发射端处并固定在其中，线型准直透镜安装于引出的光纤末端，线型激光从线型准直透镜射出。另一种是防水结构加激光发射装置106，即防水壳与安装座102可做成一体或是分体，用防水壳包裹激光发射装置106隔绝检测用水与激光器接触，再将防水壳与安装座102固定到一起，从而形成如图所示的结构。应当理解的是，以上所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别的限定。
在此需要指出的是，根据以上实施例可知，由于本发明的实施例针对防水结构进行了设计，所以本发明提供的装置既可以在水上进行工作，也可以浸没在其他液体中进行工作。例如，本发明也可以适用于其他透明液体(如油、酒精等)中的液浸检测，例如超声液浸检测中的耦合液等。
在一个实施例中，如图1至图3所示，超声探头***100可以包括围绕超声探头104间隔开设置的两个激光发射端。与其相对应地，则具有两个激光发射装置106。但是应当理解，激光发射端的数量和位置也仅是示意性的，本发明并不局限于某种或某些特别的形式。
根据本发明实施例的第二方面，还提供了一种超声检测设备。该超声检测设备可以包括如上所述的超声探头***100。由于该超声检测设备包括如上所述的超声探头***100，因此其同样具备如上所述的各项优势。
综上所述，在本发明提供的超声探头***和超声检测设备中，其优点在于通过两条线型激光光束的交点确定超声探头声束的中心位置，且超声探头和两个激光器安装于同一个零件中或分别独立安装，于是能准确指出超声探头在任意形状工件表面的位置，不仅是平面工件，对于曲面工件或是其他复杂几何体工件表面亦可。其次，本发明能实时指示出超声检测探头声束的检测位置，不用通过位置换算，两个线型光束的交点就是探头声束的中心点，这样可以不仅在非检测时观测超声声束在检测工件上的位置，在检测过程中也能用肉眼实时观测超声探头声束检测位置。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种超声探头***，其特征在于，包括安装座以及安装在所述安装座上的超声探头和多个激光发射端，
其中，多个所述激光发射端定位成使得各自发出的激光束相交于相同交点，并且所述交点位于所述超声探头的声轴线上。
2.根据权利要求1所述的超声探头***，其特征在于，所述激光发射端构造成线型激光发射端，
其中，多个所述线型激光发射端定位成使得各自发出的线型光束相交于相同交点，并且所述交点位于所述声轴线上。
3.根据权利要求2所述的超声探头***，其特征在于，任一所述线型激光发射端发出的线型光束与所述超声探头的声轴线组成第一平面，并且另一所述线型激光发射端发出的线型光束与所述超声探头的声轴线组成第二平面，
其中，所述第一平面与所述第二平面相交，并且相交线与所述声轴线重合。
4.根据权利要求3所述的超声探头***，其特征在于，所述第一平面与所述第二平面彼此垂直。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的超声探头***，其特征在于，所述安装座上安装有多个激光发射装置，并且每个所述激光发射装置均具有所述激光发射端。
6.根据权利要求5所述的超声探头***，其特征在于，所述安装座上形成有容纳所述激光发射装置的容纳腔，
其中，所述容纳腔的顶部覆盖有密封盖板并且底部设置有透镜，所述激光发射装置的引线由所述密封盖板引出，并且所述激光发射端发出的激光束由所述透镜射出。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的超声探头***，其特征在于，还包括与所述安装座独立设置的多个激光发射装置，并且每个所述激光发射装置均通过光纤连接所述激光发射端。
8.根据权利要求7所述的超声探头***，其特征在于，所述光纤的端部安装有线型准直透镜，并且所述激光发射端发出的激光束由所述线型准直透镜射出。
9.根据权利要求2至4中任一项所述的超声探头***，其特征在于，所述超声探头***包括围绕所述超声探头间隔开设置的两个所述激光发射端。
10.一种超声检测设备，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的超声探头***。
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