CN102721740A - 一种检测复合材料型腔内r角处缺陷的装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种检测复合材料型腔内R角处缺陷的装置，该装置综合考虑到R角内部产生缺陷的方向和特点以及影响空腔内部R角检测的各种因素，利用喷水式脉冲反射法减小了R角检测上盲区，在水套上增加限位块，使超声波声束入射角便于控制，通过延伸杆的设计可以深入空腔内部进行R角检测。本发明的使用，可以将检测效率提高几十倍，检测人员不需要丰富的R角检测经验，具有装置设计外形简单、操作方便等特点。

Description

一种检测复合材料型腔内R角处缺陷的装置

技术领域

本发明是一种检测复合材料型腔内R角处缺陷的装置，属于无损检测技术领域。

背景技术

超声检测作为工件缺陷检测的有效手段，以其可靠、灵敏度高等优点，在现代无损检测领域占有重要地位。尤其是复合材料制件的无损检测，超声检测方法是其主要的检测手段。

在复合材料制件上往往存在多处带有R角的结构，对于敞开式的R角，传统手段采用和R角部位一致的有机玻璃延迟块或采用水套超声波进入工件，采用和R角部位一致的有机玻璃延迟块由于耦合效果差导致R角处缺陷检测上盲区较大，采用水套形式检测盲区较小，但检测效率较低。随着复合材料制造技术的发展，复合材料制件空腔结构越来越多，零件的形状变得越来越复杂，出现了尺寸较大且带有空腔结构的制件，由于R角往往是零件的主要承力区，R角的质量备受关注，因此迫切需要一种可以实现对空腔内部R角检测的方法或装置的出现。受到型腔截面尺寸小和R角延伸尺寸大等因素影响，传统的两种手段对于空腔结构内部R角处缺陷的检测难于实施。因为，超声波探头无法达到外形尺寸大、型腔截面小的结构内部，同时还要控制超声波声束入射角。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的缺点而设计提供了一种检测复合材料型腔内R角处缺陷的装置，其目的是解决复合材料型腔结构内R角处的无损超声检测。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种检测复合材料型腔内R角处缺陷的装置，该装置包括采用超声喷水式脉冲反射法的水套(2)和超声波探头(5)，R角是指从复合材料型腔开口处向内沿直线延伸的两个内壁(1)之间的夹角，其特征在于：该装置的水套(2)上连接一根用于深入复合材料型腔内部的延伸杆(3)，延伸杆(3)内部设置有连接水套(2)的水管(4)和与超声波探头(5)连接的探头线(6)，超声波探头(5)安装在水套(2)的后部，在水套(2)的的前部安装一个用于垂直反射超声波探头(5)的声波的声反射镜(7)，声反射镜(7)反射出的超声波通过水套(2)上的喷水口(8)传播，通过喷水口(8)传播的超声波的声轴线应与连接水套(2)的延伸杆(3)垂直；

另外，在水套(2)上套装与形成R角的两内壁贴合的限位块(9)。

本发明装置具有以下特点：

1．该装置采用喷水式脉冲反射法，该方法可以有效减小检测盲区，超声波的传播通过在水套中增加反射镜以及改变入水口的设计，减小了水套尺寸，使水套满足进入小尺寸空腔内部的要求；水套可以选择有机玻璃制作，选用有机玻璃可以清晰地观察水套内部探头、反射镜以及水流状况，便于检测时调整；

2．该装置在水套上增加可以控制水套方位的限位块，限位块尺寸小，不影响其限位功能，而且使用时可以保持超声波入射方向的稳定，确保超声波声束垂直被检测区域；

3．连接水套的延伸杆可以深入空腔的内部，延伸杆可以选择具有一定刚度的管材，管材的使用可以使水流直接通过管材内部供给于水套内，不仅可以节省检测装置所占空间，同时可以使整个装置变得轻便，有利于检测人员操作。

该装置在实际检测工作中取得了效果较好，有效地解决了影响R角检测的多个问题。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图

图2为一种大尺寸空腔结构零件的俯视图

图3为图2中A-A向的剖视图

图4为图2中B-B向的剖视图

图5是本发明装置中限位块的形状结构示意图

图6为本发明装置工作示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对发明技术方案作进一步地详述：

参见附图1、5所示，该种检测复合材料型腔内R角处缺陷的装置，该装置包括采用超声喷水式脉冲反射法的水套2和超声波探头5，R角是指从复合材料型腔开口处向内沿直线延伸的两个内壁1之间的夹角，其特征在于：该装置的水套2上连接一根用于深入复合材料型腔内部的延伸杆3，延伸杆3内部设置有连接水套2的水管4和与超声波探头5连接的探头线6，超声波探头5安装在水套2的后部，在水套2的的前部安装一个用于垂直反射超声波探头5的声波的声反射镜7，声反射镜7反射出的超声波通过水套2上的喷水口8传播，通过喷水口8传播的超声波的声轴线应与连接水套2的延伸杆3垂直；

另外，在水套2上套装与形成R角的两内壁贴合的限位块9。

参见附图2～4所示，某复合材料大尺寸空腔结构，R角尺寸长度为2000mm，最小空腔截面尺寸为35×40mm，空腔贯穿零件两端两侧结构成90°，灵敏度要求检出Φ6mm的人工缺陷。

参见附图6所示，采用本发明装置对上述零件进行检测的工作过程是：

1．选择超声波探头5和限位块9，使超声波声束与R角两侧成45°入射，

2．控制水流，使超声波检测仪上试样信号达到最稳定状态，将本发明装置置于人工试样Φ6mm人工缺陷上，在保持限位块9与R角两侧贴合的情况下移动水套2的位置，使超声波检测仪荧光屏上人工缺陷反射信号幅度达到最高，调节探伤仪增益旋钮，使信号幅度达到满屏幕的80%；

3．保持1、2步骤的检测参数不变，进行零件R角检测，通过延杆3将水套2深入到被检区域，检测过程应确保限位块9与R角两侧壁贴合，控制延伸杆2使检测速度不大于30mm/s，观察超声检测仪上超声反射信号，并记录缺陷信号。

本发明装置与现有技术相比，其优点是：

本发明综合考虑到R角内部产生缺陷的方向和特点以及影响空腔内部R角检测的各种因素，利用喷水式脉冲反射法减小了R角检测上盲区，在水套上增加限位块，使超声波声束入射角便于控制，通过延伸杆的设计可以深入空腔内部进行R角检测。本发明的使用，可以将检测效率提高几十倍，检测人员不需要丰富的R角检测经验，具有装置设计外形简单、操作方便等特点。

Claims (1)

1.一种检测复合材料型腔内R角处缺陷的装置，该装置包括采用超声喷水式脉冲反射法的水套(2)和超声波探头(5)，R角是指从复合材料型腔开口处向内沿直线延伸的两个内壁(1)之间的夹角，其特征在于：该装置的水套(2)上连接一根用于深入复合材料型腔内部的延伸杆(3)，延伸杆(3)内部设置有连接水套(2)的水管(4)和与超声波探头(5)连接的探头线(6)，超声波探头(5)安装在水套(2)的后部，在水套(2)的的前部安装一个用于垂直反射超声波探头(5)的声波的声反射镜(7)，声反射镜(7)反射出的超声波通过水套(2)上的喷水口(8)传播，通过喷水口(8)传播的超声波的声轴线应与连接水套(2)的延伸杆(3)垂直；

另外，在水套(2)上套装与形成R角的两内壁贴合的限位块(9)。

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