CN103017952B - 磁吸式超声斜入射传感器收发装置 - Google Patents
磁吸式超声斜入射传感器收发装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103017952B CN103017952B CN201110283072.8A CN201110283072A CN103017952B CN 103017952 B CN103017952 B CN 103017952B CN 201110283072 A CN201110283072 A CN 201110283072A CN 103017952 B CN103017952 B CN 103017952B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- voussoir
- transducer
- ultrasonic
- organic glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种磁吸式超声斜入射传感器收发装置，本装置无需拆卸超声换能器就可实现超声换能器与有机玻璃实现耦合的超声斜入射结构。磁性底座提供的磁力是普通磁座的数倍，可保证该装置与被测试件紧密接触，耦合良好、操作简便。该装置拥有一定数量固定板且结构设计合理，可充分保证装置的刚度。该结构在用于依据声弹性理论的应力检测系统中，可充分保证超声声时的测量精度。
Description
一、技术领域：
本发明设计了一种磁吸式超声斜入射传感器收发装置，适用于超声斜入射时产生表面波或纵波来实现应力的检测。
二、背景技术：
表面残余应力的检测受到越来越广泛的重视，现阶段很多科研机构运用超声临界折射纵波和表面波进行表面残余应力的检测，虽然超声应力检测理论已经很成熟，但由于现场测试环境复杂，被测工件空间摆放位置不一致，故传感器放置难度较大，经常需手扶或额外添加夹具，使得结构复杂，体积庞大，美观性较差。
国内外在设计超声波斜入射传感器结构时，多通过螺纹或特制夹具将超声换能器固定在有机玻璃楔块中，但是这种结构在换能器与楔块耦合时，每次都须将换能器取出，涂匀耦合剂后再次安装。现阶段较为有效的超声应力检测理论为声弹性公式，运用这种结构进行应力检测时，无法保证每次涂抹在楔块与传感器之间的耦合剂均匀，也无法保证传感器与楔块之间的接触紧密度一致，受人为因素影响较大，该结构在现场测试时，操作时间较长。
现场测试传感器放置在被测工件上时，须在有机玻璃与被测工件之间涂抹耦合剂，通过声时法测量应力时，保证声时的测量精度很关键，如何在楔块与被测试件之间保持恒定的压力，以保证楔块与工件之间的耦合层厚度一致十分关键。
三、发明内容：
本发明的目的是提供一种无需拆卸超声换能器就可保证换能器与楔块耦合良好，在楔块与被测工件之间提供恒定的压力，且不受人为因素影响的磁吸式超声波斜入射传感器收发装置。
本发明的目的是这样实现的，在有机玻璃上加工出螺纹，换能器通过螺纹与楔块连接，并在有机玻璃内部加工出圆柱空腔，空腔中灌注甘油并密封，实现换能器与有机玻璃的耦合，通过侧壁上的小孔注油，无须拆卸换能器。在两楔块之间加装改进型磁座，磁力强大且恒定。
四、附图说明：
图1磁吸式超声斜入射传感器收发装置示意图
图2强力磁座结构原理图
附图说明：磁座开关1，磁座外壳2，顶部固定板3，超声换能器4，端部固定板5，有机玻璃楔块主体6，侧壁注油孔7，圆柱形空腔8，铝块9，导磁钢块10，7mm厚强磁铁11
五、具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式进行详细说明：
如图1所示，磁吸式超声斜入射传感器收发装置包括有机玻璃楔块、磁座、固定板。有机玻璃主体6的斜面上加工出螺纹，换能器4通过螺纹与有机玻璃楔块主体6固定。在楔块主体6内部加工一空腔8，空腔8直径比换能器圆形晶片直径尺寸要大4mm，以保证灌注油量充足，即使存在一定气泡，也不会对声波入射造成影响。在楔块侧壁加工螺纹通孔7，当油量不足时，只需通过注射器向空腔内注油，无需拆卸传感器。为了减小楔块与被测工件的接触面积，在声束入射方向上加工出凸台。
楔块倾角设计得是否准确对能否激发出临界折射纵波十分关键。准确加工20mm厚的圆柱形有机玻璃试样，采用脉冲回波方法，精确计算底面回波的时差，计算出有机玻璃声速，之后根据Snell定律，计算入射角。
图2为磁座结构图，包括磁座外壳、导磁钢块、铝块、强磁铁。选择外形尺寸35mmx30mmx35mm的磁力表座，机械加工导磁钢块4，使其与定制的7mm厚强磁铁11恰好装配在磁座外壳内。当用磁座开关1旋转强磁铁11到水平位置时，磁力线导通，磁座对外提供磁力，当旋转磁座开关1使磁铁11使其处于竖直位置时，因铝材的隔磁作用，磁力线不导通，磁座对外不提供磁力，可将楔块轻易取出。磁座底部较楔块凸台底部要高出0.5mm，以保证有机玻璃楔块凸台与被测试件接触良好。
磁座外壳在宽度方向比有机玻璃楔块大时，因磁力太大，为避免磁力不平衡引起楔块侧翻，将磁座外壳在宽度多余的部分在深度方向上铣去2mm，保证磁力均衡。
楔块主体6、磁座外壳2和端部固定板5通过M3螺钉连接，楔块两侧均须加装固定板。楔块主体6的上表面与磁座外壳2通过顶部固定板3通过M3螺钉连接，固定板由3mm厚不锈钢加工，以保证结构的刚性。
使用时，须在有机玻璃楔块底部涂抹耦合剂，将传感器收发装置置于被测工件表面，旋转磁座开关1，使磁座产生强磁并将装置牢固吸附在工件上。在需要测另外一点时，旋转磁座开关1到另外一角度就可将传感器收发装置轻松取出。
Claims (1)
1.磁吸式超声斜入射传感器收发装置，其特征在于：它是一种无需拆卸超声换能器就可保证换能器与楔块耦合良好，在楔块与被测工件之间提供恒定的压力，且不受人为因素影响的磁吸式超声波斜入射传感器收发装置，它包括超声换能器、有机玻璃楔块、磁座，所述超声换能器为两个，隔着所述磁座分别设置在所述有机玻璃楔块的两个斜面上，一个超声换能器用于发射超声，另一个超声换能器用于接收所述一个超声换能器发射的超声，所述有机玻璃楔块上加工出螺纹，换能器通过螺纹与楔块连接，并在有机玻璃内部加工出圆柱空腔，空腔中灌注甘油并密封，实现换能器与有机玻璃的耦合，通过侧壁上的小孔注油，无须拆卸换能器，所述磁座内部加装7mm厚度强磁铁，具有非常大的磁性且磁力可保持恒定，通过人为改变磁路走向来实现手动断磁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110283072.8A CN103017952B (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 磁吸式超声斜入射传感器收发装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110283072.8A CN103017952B (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 磁吸式超声斜入射传感器收发装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103017952A CN103017952A (zh) | 2013-04-03 |
| CN103017952B true CN103017952B (zh) | 2015-11-25 |
Family
ID=47966812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110283072.8A Active CN103017952B (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 磁吸式超声斜入射传感器收发装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103017952B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018326A (zh) | 2012-11-29 | 2013-04-03 | 北京理工大学 | 接触式超声无损检测直线自动扫查装置 |
| CN104931167B (zh) * | 2015-07-08 | 2017-04-12 | 四川广正科技有限公司 | 超声波应力测量系统中超声探头的固定走行装置 |
| CN107686882B (zh) * | 2017-07-04 | 2021-03-09 | 北京理工大学 | 高铁轮对踏面残余应力高能声束消除装置 |
| CN107460299B (zh) * | 2017-07-04 | 2021-03-09 | 北京理工大学 | 高铁轮对踏面残余应力高能声束调控方法 |
| CN109084852A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-25 | 大唐环境产业集团股份有限公司 | 一体式超声波传感器及其安装方法 |
| CN109883592B (zh) * | 2019-03-14 | 2020-08-14 | 北京理工大学 | 动态杆件残余应力无损检测装置 |
| CN111830130B (zh) * | 2019-04-18 | 2024-05-17 | 中国特种设备检测研究院 | 电磁超声传感器安装架及传感器安装拆卸方法 |
| CN111721838B (zh) * | 2020-05-26 | 2023-07-21 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种探头固定座 |
| CN111678629B (zh) * | 2020-06-05 | 2021-10-22 | 北京理工大学 | 一种海洋结构件内部服役应力超声监测探头 |
| CN112798164B (zh) * | 2021-01-22 | 2023-03-28 | 石家庄铁道大学 | 一种钢结构残余应力超声波监测装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63295959A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探触子 |
| CN2092757U (zh) * | 1991-05-31 | 1992-01-08 | 铁道部大桥工程局桥梁研究所 | 磁力固定超声波换能器 |
| CN2144306Y (zh) * | 1992-12-10 | 1993-10-20 | 北京电力科学研究所 | 接触法探伤的磁性超声波探头 |
| CN201210151Y (zh) * | 2008-06-12 | 2009-03-18 | 浙江师范大学 | 材料内部应力超声波检测装置 |
| CN201662564U (zh) * | 2010-04-23 | 2010-12-01 | 北京工业大学 | 一种任意角度超声波斜探头装置 |
-
2011
- 2011-09-22 CN CN201110283072.8A patent/CN103017952B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63295959A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探触子 |
| CN2092757U (zh) * | 1991-05-31 | 1992-01-08 | 铁道部大桥工程局桥梁研究所 | 磁力固定超声波换能器 |
| CN2144306Y (zh) * | 1992-12-10 | 1993-10-20 | 北京电力科学研究所 | 接触法探伤的磁性超声波探头 |
| CN201210151Y (zh) * | 2008-06-12 | 2009-03-18 | 浙江师范大学 | 材料内部应力超声波检测装置 |
| CN201662564U (zh) * | 2010-04-23 | 2010-12-01 | 北京工业大学 | 一种任意角度超声波斜探头装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 串列式超声探伤扫查装置的设计;张世荣等;《机械设计与制造》;20020628(第3期);第81页第1节第2段 * |
| 超声法焊缝残余应力检测技术研究;潘勤学等;《2011年机械电子学学术会议论文集》;20110911;第411页第4节第6段，图4 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103017952A (zh) | 2013-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103017952B (zh) | 磁吸式超声斜入射传感器收发装置 | |
| KR101804484B1 (ko) | 센서 장치 및 상기 장치를 사용한 잔류 응력 검측 시스템 | |
| WO2011041096A3 (en) | Membrane-coupled ultrasonic probe system for detecting flaws in a tubular | |
| CA2879091C (en) | Structure monitoring | |
| CN101701810B (zh) | 一种可降低磁铁回波的电磁超声换能器 | |
| CN201803990U (zh) | 一种tofd专用20度纵波探头 | |
| US20200096481A1 (en) | Impact echo detection system | |
| CN104237389B (zh) | 一种小尺度沉积柱状样声速测量与分样平台 | |
| CN103017953A (zh) | 金属材料近表面残余应力检测装置 | |
| CN204989109U (zh) | 一套无损检测枞树型叶根的集成楔块相控阵探头组合 | |
| CA2872625A1 (en) | Automated method of ultrasonically scanning cutters while on the bit for crack detection | |
| CN104568111A (zh) | 一种医用水听器声压灵敏度及指向性测试方法 | |
| CN103604867B (zh) | 铝合金扁锭超声波检测装置及探伤方法 | |
| CN102706967B (zh) | 一种用于各向异性材料表面波波速测量的线聚焦超声探头 | |
| CN204188576U (zh) | 一种小尺度沉积柱状样声速测量与分样平台 | |
| US20200233109A1 (en) | Liquid coupled ultrasonic transducer array for measurement of rock elastic properties | |
| JP3188847U (ja) | 探触子及び測長装置 | |
| CN109185671A (zh) | 一种便于安装的高频换能器 | |
| CN203337617U (zh) | 一种超声波探头 | |
| CN204758547U (zh) | 半圆形超声波探头 | |
| CN202013340U (zh) | 用于层状材料超声测量的斜劈超声换能器 | |
| CN102721750B (zh) | 一种用于各向异性材料兰姆波波速测量的线聚焦超声探头 | |
| CN203534647U (zh) | 超声波大口径反射式水表 | |
| CN104568112B (zh) | 一种医用水听器声压灵敏度及指向性测试装置 | |
| CN203705403U (zh) | 一种直角k字形超声法检测换能器放置构件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Chunguang Inventor after: Song Wentao Inventor after: Pan Qinxue Inventor after: Yang Xiangchen Inventor after: Xiao Dingguo Inventor after: Xu Lang Inventor after: Li Xiao Inventor after: Guo Jun Inventor before: Xu Chunguang Inventor before: Yang Xiangchen Inventor before: Pan Qinxue Inventor before: Xiao Dingguo Inventor before: Xu Lang Inventor before: Li Xiao Inventor before: Song Wentao Inventor before: Guo Jun |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: XU CHUNGUANG YANG XIANGCHEN PAN QINXUE XIAO DINGGUO XU LANG LI XIAO SONG WENTAO GUO JUN TO: XU CHUNGUANG SONG WENTAO PAN QINXUE YANG XIANGCHEN XIAO DINGGUO XU LANG LI XIAO GUO JUN |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |