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一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置 Download PDF

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一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，它涉及一种检测平板对接焊焊缝的行走装置，以解决现有的手动操作实现平板对接焊焊缝的缺陷检测，存在检测结果不稳定、检测效率低和检测成本高的问题，它包括小车、声透镜、声透镜夹具、编码器和编码轮，底盘的下表面上安装有四个车轮，声透镜通过声透镜夹具安装在第一开口处，声透镜的下表面的中部加工有半圆弧形凹槽，声透镜的上表面的一端加工有贯通半圆弧形凹槽的注水通孔，声透镜的另一端加工有贯通半圆弧形凹槽的出水通孔，底盘的上表面上安装有编码器，编码轮安装在编码器的轴上，编码轮位于第二开口内。本发明用于超声相控阵探头焊缝的检测。

Description

一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置
技术领域
本发明涉及一种检测平板对接焊焊缝的行走装置，具体涉及一种用于超声相控阵检测焊缝的行走装置，属于平板对接焊接结构质量检测技术领域。
背景技术
搅拌摩擦焊（简称FSW）已在列车车厢、船舶等结构中获得广泛应用，并被越来越多地应用于长直薄板对接焊接。超声相控阵技术可以对其实现快速C扫描检测，因而被广泛用于FSW平板对接焊缝的缺陷检测。
然而在工程现场对焊缝实际检测中由于多采用人工手动操作，检测结果不稳定；并且在对长直FSW焊缝检测时，人工检测效率较低；人工手动检测需要用油进行耦合，大大提高了检测成本。这些都不利于超声相控阵检测技术在对长直焊缝的检测应用。为此，需要一种能够搭载相控阵探头的机械行走装置。
发明内容
本发明为解决现有的手动操作实现平板对接焊焊缝的缺陷检测，存在检测结果不稳定、检测效率低和检测成本高的问题，进而提供一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置包括小车、声透镜、声透镜夹具、编码器和编码轮，所述编码轮为橡胶编码轮，所述小车包括底盘和四个车轮，底盘上安装有四个车轮，底盘上加工有第一开口和第二开口，所述声透镜为长方体形声透镜，第一开口为长方体形开口，声透镜通过声透镜夹具安装在第一开口处，且声透镜与声透镜夹具二者密封连接，声透镜的下表面的中部加工有半圆弧形凹槽，半圆弧形凹槽的长度方向与小车的行走方向相垂直，声透镜的上表面的一端加工有贯通半圆弧形凹槽的注水通孔，声透镜的另一端加工有贯通半圆弧形凹槽的出水通孔，声透镜的上表面上固定有超声相控阵探头，底盘的上表面上安装有编码器，编码轮安装在编码器的轴上，编码轮位于第二开口内，且编码轮的下端面与底盘的下表面齐平。
本发明的有益效果是：1、本发明整体尺寸较小，底盘较低，行走运动时较为稳定，适用于绝大多数平板对接焊焊缝的检测。可以大大提高实际焊缝的检测效率及检测准确性。
2、本发明行走装置对于声透镜夹持稳定，灵活。
3、编码轮为橡胶材质，可以增大摩擦，也可以实现在多种材料表面及不同表面状态的材料能稳定转动，返回稳定准确的位置信息，用以同检测图像进行同步，获得理想的检测图像信息。检测灵敏度为0.1～2.0mm/p。
4、本发明用于同工件进行水耦合的声透镜来实现超声检测，声透镜设置有半圆弧形凹槽来实现超声声束的几何聚焦，采用喷水耦合，省去了采用手工检测时用油后清理的费用，检测成本得到降低，声透镜两侧各加工有注水通孔和出水通孔，实现良好的耦合。
5、本发明提供的应用于长直薄板FSW焊缝的超声相控阵检测的行走装置，保证了C扫描时探头与工件间距的稳定从而保证检测深度的稳定，检测时只需推动小车按照指定路径行走并在声透镜与工件间注水耦合即可获得理想的检测图像，可以提高C扫描检测的效率和检测过程的稳定性，检测效率可以达到0.8-1.2m/min；本发明能实现装载超声相控阵探头对搅拌摩擦焊对接焊缝进行C扫描。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置包括小车1、声透镜2、声透镜夹具3、编码器4和编码轮5，所述编码轮5为橡胶编码轮，所述小车1包括底盘1-1和四个车轮1-2，底盘1-1上安装有四个车轮1-2，底盘1-1上加工有第一开口1-3和第二开口1-4，所述声透镜2为长方体形声透镜，第一开口1-3为长方体形开口，声透镜2通过声透镜夹具3安装在第一开口1-3处，且声透镜2与声透镜夹具3二者密封连接，声透镜2的下表面的中部加工有半圆弧形凹槽，半圆弧形凹槽的长度方向与小车1的行走方向相垂直，声透镜2的上表面的一端加工有贯通半圆弧形凹槽的注水通孔2-1，声透镜2的另一端加工有贯通半圆弧形凹槽的出水通孔2-2，声透镜2的上表面上固定有超声相控阵探头6，底盘1-1的上表面上安装有编码器4，编码轮5安装在编码器4的轴上，编码轮5位于第二开口1-4内，且编码轮5的下端面与底盘1-1的下表面齐平。
本实施方式的小车车轮采用普通小号轴承，并用合适尺寸的螺钉将其直接固定于底盘。
本实施方式的超声相控阵探头采用奥林巴斯生产的型号为5L64-A2和10L64-A2探头，探头为64晶片阵列的相控阵探头，频率不限，5MHz和10MHz均可。编码器采用欧姆龙的型号为E6A2-CW3E的编码器，并与上位机通过电缆相连接，探头所处的位置信息通过编码器的编码值进行确定，并通过芯电缆与上位机相连接，小车在行走时编码轮通过与工件表面摩擦而旋转从而返回编码值。
本实施方式的声透镜可以选用物理聚焦声透镜和非聚焦声透镜。本实施方式注水时水泵选用优选用小功率水泵。使用时，声透镜的下表面与底盘的下表面具有一定的高度差，底盘的下表面与平板工件的上表面接触贴靠。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述编码器4为增量式两相光电编码器。如此设置，转速控制在500p/r以上，从而可以保证1m/min的检测效率。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述声透镜2为聚焦声透镜。如此设置，聚焦效果好，满足超声相控阵探头检测的需要。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述声透镜2的材质为环氧树脂或有机玻璃。如此设置，如此设置，能有效地提高探伤灵敏度即提高被探区域声压。其它与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述底盘1-1为铝合金底盘。如此设置，采用铝合金材质，质量较轻，易于携带，有利于室外作业。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述声透镜夹具3包括两个长立板3-1、两个短立板3-2、两个凸耳3-3和两个螺栓3-4，两个长立板3-1固定在第一开口1-3的长边的边缘，两个凸耳3-3分别固定在底盘1-1上靠近第一开口1-3的短边处，两个短立板3-2置于第一开口1-3的短边的边缘，每个凸耳3-3上旋拧有一个螺栓3-4，螺栓3-4的头部顶靠在短立板3-2上，声透镜2通过旋拧在两个凸耳3-3上的两个螺栓3-4夹装在两个长立板3-1和两个短立板3-2围成的框架内。如此设置，可以在一定范围内调节超声相控阵探头距离检测工件的高度，满足实际检测的需要，能很好地实现装夹声透镜和固定超声相控阵探头，便于编码器采集超声相控阵探头位置信息，并将编码信息返回至上位机，上位机将探头采集的检测图像和位置信息进行同步输出C扫描检测图像。其它与具体实施方式一、二或四相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括编码夹具7，所述编码夹具7包括夹板7-1和两个立板7-2，两个立板7-2并列安装在底盘1-1的上表面上，两个立板7-2之间安装有能转动的夹板7-1，编码器4通过夹板7-2安装在底盘1-1上。如此设置，能有效地保证编码器稳定牢靠的固定在底盘上，保证了编码器采集超声相控阵探头位置信息。其它与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括毛毡8，与声透镜2贴靠的两个长立板3-1和两个短立板3-2的板面上分别粘贴有毛毡8。如此设置，为了在注水口注水后防止水从声透镜侧边缘流过溢出。其它与具体实施方式六相同。
工作过程
小车行走时，编码轮带动编码器旋转并将编码值返回到上位机，同时超声相控阵探头将该位置检测信息返回上位计算机，计算机将数据进行同步并输出C扫检测图像。
检测的同时，采用较低功率水泵将水从注水通孔注入声透镜中，用开关控制好水流的流速，使小车行走时声透镜刚好和平板工件耦合良好，水从出水通孔流出。

Claims (8)

1.一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述行走装置包括小车（1）、声透镜（2）、声透镜夹具（3）、编码器（4）和编码轮（5），所述编码轮（5）为橡胶编码轮，所述小车（1）包括底盘（1-1）和四个车轮（1-2），底盘（1-1）上安装有四个车轮（1-2），底盘（1-1）上加工有第一开口（1-3）和第二开口（1-4），所述声透镜（2）为长方体形声透镜，第一开口（1-3）为长方体形开口，声透镜（2）通过声透镜夹具（3）安装在第一开口（1-3）处，且声透镜（2）与声透镜夹具（3）二者密封连接，声透镜（2）的下表面的中部加工有半圆弧形凹槽，半圆弧形凹槽的长度方向与小车（1）的行走方向相垂直，声透镜（2）的上表面的一端加工有贯通半圆弧形凹槽的注水通孔（2-1），声透镜（2）的另一端加工有贯通半圆弧形凹槽的出水通孔（2-2），声透镜（2）的上表面上固定有超声相控阵探头（6），底盘（1-1）的上表面上安装有编码器（4），编码轮（5）安装在编码器（4）的轴上，编码轮（5）位于第二开口（1-4）内，且编码轮（5）的下端面与底盘（1-1）的下表面齐平。
2.根据权利要求1所述的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述编码器（4）为增量式两相光电编码器。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述声透镜（2）为聚焦声透镜。
4.根据权利要求3所述的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述声透镜（2）的材质为环氧树脂或有机玻璃。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述底盘（1-1）为铝合金底盘。
6.根据权利要求1、2或4所述的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述声透镜夹具（3）包括两个长立板（3-1）、两个短立板（3-2）、两个凸耳（3-3）和两个螺栓（3-4），两个长立板（3-1）固定在第一开口（1-3）的长边的边缘，两个凸耳（3-3）分别固定在底盘（1-1）上靠近第一开口（1-3）的短边处，两个短立板（3-2）置于第一开口（1-3）的短边的边缘，每个凸耳（3-3）上旋拧有一个螺栓（3-4），螺栓（3-4）的头部顶靠在短立板（3-2）上，声透镜（2）通过旋拧在两个凸耳（3-3）上的两个螺栓（3-4）夹装在两个长立板（3-1）和两个短立板（3-2）围成的框架内。
7.根据权利要求6所述的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述装置还包括编码夹具（7），所述编码夹具（7）包括夹板（7-1）和两个立板（7-2），两个立板（7-2）并列安装在底盘（1-1）的上表面上，两个立板（7-2）之间安装有能转动的夹板（7-1），编码器（4）通过夹板（7-2）安装在底盘（1-1）上。
8.根据权利要求6所述的一种用于超声相控阵快速检测平板对接焊焊缝的行走装置，其特征在于：所述装置还包括毛毡（8），与声透镜（2）贴靠的两个长立板（3-1）和两个短立板（3-2）的板面上分别粘贴有毛毡（8）。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103808798A (zh) * 2014-02-24 2014-05-21 哈尔滨工业大学 对角焊缝的超声相控阵自动检测系统及检测方法
CN104267102A (zh) * 2014-10-27 2015-01-07 哈尔滨工业大学 一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝的方法
CN105203630A (zh) * 2015-09-29 2015-12-30 南车南京浦镇车辆有限公司 一种铝合金、碳钢薄板焊缝手动扫查器
CN105588879A (zh) * 2014-10-20 2016-05-18 中国石油化工股份有限公司 在役不锈钢螺栓的相控阵检测扫查装置及检测扫查方法
CN108918674A (zh) * 2018-08-21 2018-11-30 中国石油大学(华东) 一种钢制管道在线超声波检测装置及方法
CN108956776A (zh) * 2018-06-22 2018-12-07 中铁大桥科学研究院有限公司 U肋全熔透角焊缝缺陷的超声波相控阵检测方法及系统
CN109541041A (zh) * 2019-01-28 2019-03-29 国电锅炉压力容器检验有限公司 一种超声相控阵平板检测系统及其探头移动限位装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08149591A (ja) * 1994-03-04 1996-06-07 Tokimec Inc 音響レンズ
US6396199B1 (en) * 1999-07-02 2002-05-28 Prosonic Co., Ltd. Ultrasonic linear or curvilinear transducer and connection technique therefore
CN1851418A (zh) * 2006-05-23 2006-10-25 江苏大学 水浸式线聚焦脉冲超声传感器声场模型构建方法
CN202033330U (zh) * 2011-03-24 2011-11-09 宁波恒信工程检测有限公司 一种超声波水浸法检测用固定装置
CN202471659U (zh) * 2011-12-31 2012-10-03 上海航天精密机械研究所 用于铝板搅拌摩擦焊超声相控阵检测的自动扫查装置
CN102830180A (zh) * 2012-08-09 2012-12-19 江苏三合声源超声波科技有限公司 自动探伤小车
CN202870037U (zh) * 2012-10-18 2013-04-10 南京佳业检测工程有限公司 金属管道超声波探伤装置
CN202870041U (zh) * 2011-11-28 2013-04-10 广东电网公司电力科学研究院 小径管超声c/a扫描成像装置
CN103076395A (zh) * 2012-12-10 2013-05-01 中国飞机强度研究所 一种超声相控阵检测与监控方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08149591A (ja) * 1994-03-04 1996-06-07 Tokimec Inc 音響レンズ
US6396199B1 (en) * 1999-07-02 2002-05-28 Prosonic Co., Ltd. Ultrasonic linear or curvilinear transducer and connection technique therefore
CN1851418A (zh) * 2006-05-23 2006-10-25 江苏大学 水浸式线聚焦脉冲超声传感器声场模型构建方法
CN202033330U (zh) * 2011-03-24 2011-11-09 宁波恒信工程检测有限公司 一种超声波水浸法检测用固定装置
CN202870041U (zh) * 2011-11-28 2013-04-10 广东电网公司电力科学研究院 小径管超声c/a扫描成像装置
CN202471659U (zh) * 2011-12-31 2012-10-03 上海航天精密机械研究所 用于铝板搅拌摩擦焊超声相控阵检测的自动扫查装置
CN102830180A (zh) * 2012-08-09 2012-12-19 江苏三合声源超声波科技有限公司 自动探伤小车
CN202870037U (zh) * 2012-10-18 2013-04-10 南京佳业检测工程有限公司 金属管道超声波探伤装置
CN103076395A (zh) * 2012-12-10 2013-05-01 中国飞机强度研究所 一种超声相控阵检测与监控方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103808798A (zh) * 2014-02-24 2014-05-21 哈尔滨工业大学 对角焊缝的超声相控阵自动检测系统及检测方法
CN103808798B (zh) * 2014-02-24 2016-02-17 哈尔滨工业大学 对角焊缝的超声相控阵自动检测系统及检测方法
CN105588879A (zh) * 2014-10-20 2016-05-18 中国石油化工股份有限公司 在役不锈钢螺栓的相控阵检测扫查装置及检测扫查方法
CN105588879B (zh) * 2014-10-20 2019-02-15 中国石油化工股份有限公司 在役不锈钢螺栓的相控阵检测扫查装置及检测扫查方法
CN104267102A (zh) * 2014-10-27 2015-01-07 哈尔滨工业大学 一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝的方法
CN105203630A (zh) * 2015-09-29 2015-12-30 南车南京浦镇车辆有限公司 一种铝合金、碳钢薄板焊缝手动扫查器
CN105203630B (zh) * 2015-09-29 2017-10-20 中车南京浦镇车辆有限公司 一种铝合金、碳钢薄板焊缝手动扫查器
CN108956776A (zh) * 2018-06-22 2018-12-07 中铁大桥科学研究院有限公司 U肋全熔透角焊缝缺陷的超声波相控阵检测方法及系统
CN108918674A (zh) * 2018-08-21 2018-11-30 中国石油大学(华东) 一种钢制管道在线超声波检测装置及方法
CN109541041A (zh) * 2019-01-28 2019-03-29 国电锅炉压力容器检验有限公司 一种超声相控阵平板检测系统及其探头移动限位装置

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