CN103582811B - 用于对工件进行超声波检查的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于对工件(19)进行超声波检查的设备,其具有至少一个纵向延伸的线性检查头(1,2)和用于激励线性检查头(1,2)的控制仪器(9),所述线性检查头具有多个振荡器元件(25),所述振荡器元件沿着线性检查头(1,2)的纵向方向(11)成排设置并且能够由控制仪器(9)在发射超声波的情况下和/或为了检测超声波而被单独地和/或成组地激活,并且由此形成线性检查头(1,2)的至少一个激活区,其中借助于通过控制仪器(9)对各个振荡器元件(25)的激励能够使至少一个激活区沿着线性检查头(1,2)的纵向方向(11)移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对工件进行超声波检查的设备和方法。
背景技术
在多个技术应用的范围内,对工件进行超声波检查,以便评估工件的质量或其磨损或者其运行负荷。为了进行超声波检查而设有检查头,借助所述检查头能够将超声波耦合输入到工件中并且能够检测从工件中射出的超声波。在这种情况下,在所预料的缺陷部位的区域中将一个或两个检查头施加在工件表面上以及带到相对彼此的位置中和相对于工件的位置中,使得由一个检查头发射的超声波在缺陷部位上被反射并且被反射的超声波射到另外的检查头上进而被检测到。检查头的在此得到的位置连同被检测到的超声波信号一起允许得到工件内部中的缺陷部位的尺寸、定向和位置的结论。
具有垂直于工件表面伸展的定向的缺陷部位优选能够借助串联检测技术来检测。在此,两个检查头具有突出楔,借助所述突出楔将横波以特定的入声角发射到工件中。通常将45°选择为入声角,然而已知选择不同入声角的技术。检查头常规地构成为单振荡器(Einzelschwinger),其中检查头在超声波检查时手动地沿着工件的表面移动,直至检测到缺陷部位。
检查头例如设置到工件的同一表面上,并且被带入到由一个检查头所发射的超声波束在工件中的缺陷部位上被反射的位置中。被反射的超声波束然后射到工件的与具有检查头的表面相对置地设置的表面上,并且在那里同样被反射。如果两个表面彼此平行地设置并且缺陷部位的延伸基本上垂直于表面,那么超声波束大致转向180°并且当第二检查头位于一个表面上的相应的位置中时,射到所述第二检查头上。所述方法作为串联检测技术已知。替选地,第二检查头能够设置在第二表面上。由此,将超声波束经过工件的传声路径减半,因为超声波束仅在缺陷部位上被反射一次。该方法作为一收一发技术(Pitch-Catch-Technik)已知。在串联检测技术中和在一收一发技术中由于两个检查头彼此间的间距而在工件中得到检查区。
从US2004/0050166A1中已知用于借助多个振荡器元件以超声波辅助的方式进行检测的装置。各个振荡器元件能够在时间上错开地被激励。
US6,792,808B1示出用于借助多个振荡器元件以超声波辅助的方式进行检测的装置。在此,各个振荡器元件用作为发射器或接收器。振荡器元件能够成组地被激励。
从DE3241200A1中已知具有由转换器元件组成的阵列的超声波转换器装置。将具有通过发送和接收信号的延迟引起的声场的电子的振动和聚焦的发送系统和接收系统与转化器元件相关联。
从EP1693668A1中已知用于测量涡轮机的器件上的缺陷的测量装置。测量装置具有用于发送和接收超声波的组群辐射器检查头。通过控制装置能够激励组群辐射器检查头的各个区域。
从DE2027817A1中已知用于在高温下确定裂纹的超声波检查仪器。对此,设有在待检查的材料上滑动的蹄铁(Schuh),所述蹄铁具有锯齿轮廓。锯齿轮廓能够实现:存在于蹄铁和待检查的材料之间的水能够被更好地搅动。因此应改进了冷却。
发明内容
本发明的目的是,提供一种用于对工件进行超声波检测的设备和一种用于对工件进行超声波检测的方法,其中超声波检查在高的检查精度的情况下能够被简单地操作。
根据本发明的用于对工件进行超声波检测的设备具有至少一个纵向延伸的线性检查头和用于激励线性检查头的控制仪器,所述线性检查头具有多个振荡器元件,所述振荡器元件沿着线性检查头的纵向方向成排设置并且能够由控制仪器在发射超声波的情况下和/或为了检测超声波而被单独地和/或成组地激活,并且由此形成所述线性检查头的至少一个激活区,其中借助于通过控制仪器对各个振荡器元件的激励能够使至少一个激活区沿着线性检查头的纵向方向移动。
线性检查头具有超前锯齿轮廓,所述超前锯齿轮廓的锯齿设置为振荡器元件的超前楔。在此优选的是,锯齿具有不对称的侧壁,其中较平坦的侧壁的倾斜角优选确定入声角。此外,振荡器元件优选产生45°的入声角。线性检查头优选具有多于100个振荡器元件,其中激活区由10至20个振荡器元件形成。
根据本发明的用于对工件进行超声波检查的方法具有下述步骤:提供线性检查头中的至少一个;将线性检查头依次施加到工件的表面上;借助控制仪器来激励第一线性检查头以用于构成用于将超声波发射到工件中的激活区;借助控制仪器来激励第二线性检查头以用于构成用于检测超声波的激活区,所述超声波由第一线性检查头的激活区发射并且从工件中射出;移动两个线性检查头的激活区,直到由第二线性检查头检测到超声波;根据在检测时激活区彼此间的间距和激活区相对于工件的位置来确定工件中的缺陷部位的位置。
替选地,所述方法具有下述步骤:提供两个线性检查头;将线性检查头施加到工件的两个彼此相对置的表面上,其中线性检查头基本上设置在相同的高度上;借助控制仪器来激励第一线性检查头以用于构成用
于将超声波发射到工件中的激活区;借助控制仪器来激励第二线性检查头以用于构成用于检测超声波的激活区,所述超声波由第一线性检查头的激活区发射并且从工件中射出;移动两个线性检查头的激活区,直至由第二线性检查头检测到超声波;根据在检测时激活区彼此间的间距和激活区相对于工件的位置来确定工件中的缺陷部位的位置。
优选的是,在确定缺陷部位的位置时改变振荡器元件的入声角。在此,优选改变振荡器元件的入声角,使得超声场在工件中聚焦。
在寻找缺陷部位的位置时借助控制仪器激励线性检查头,使得激活区转移到线性检查头中。相应于线性检查头的位置,进行到工件中的相应的入声和对从工件中射出的超声波进行相应的检测。在激励线性检查头时,所述线性检查头固定地施加到工件的表面上,其中例如不需要将线性检查头沿着施加到其上的表面进行机械移动。由此能够有利的是,通过由控制仪器对线性检查头进行相应的电子激励来快速且精确地引导经过缺陷部位的位置。此外,在对工件进行超声波检查时,仅需要将线性检查头施加到工件的表面上,其中不需要确保用于线性检查头的机械可移动性的耗费的预防措施。由此有利的是,在实施超声波检查时缩短准备时间和检查时间。
此外有利的是能够应用一收一发技术,其中通过缩短经过工件的传声路径是有利的。因此,在应用一收一发技术的情况下超声波证实能力是高的。
通过设置线性检查头的超前锯齿轮廓能够将所述线性检查头构成为是细且长的。由此,抑制由于多次反射、如例如在检查头具有高的结构高度的情况下在大的超前楔中出现的多次反射仪器而造成的可能的干扰。此外,由于设置超前锯齿轮廓导致线性检查头的衰减能力是低的,由此根据本发明的设备的超声波证实能力是高的。当在工件具有大的壁厚的情况下以及在大的锻造零件的情况下检查狭缝焊接时,该方法特别适合用于进行超声波检查。
借助线性检查头和其超前锯齿轮廓,有利地为每个振荡器元件将锯齿中的一个设为超前楔。因此由振荡器元件发射的超声波束的传声路径是相同的,由此线性检查头的信号/噪声比是高的。此外,线性检查头有利地构成为组群辐射器,由此能够实现入声角的变化和声场在工件中的聚焦进而能够实现缺陷发现能力的改善。在以一收一发技术应用两个线性检查头时,两个线性检查头能够利用其直接的超声波彼此对准,因为所述线性检查头直接相对彼此设置。通过有利地实现根据本发明的设备的深处区的电子设置,例如线性检查头不需要在工件的表面上进行机械移动。由此,根据本发明的设备的机械结构是简单的。此外,通过超声场在工件中的聚焦的可行性实现高的缺陷识别。借助入声角的可能的变化能够有利地灵活地找到待确定的缺陷部位的深处区。
附图说明
下面,根据所附的示意图阐明用于对工件进行超声波检查的根据本发明的设备的优选的实施形式。附图示出:
图1示出以串联检测技术检查的工件的示意横截面图;
图2示出以一收一发技术检查的工件的示意横截面图;
图3示出穿过线性检查头的纵剖视图。
具体实施方式
如从图1至3中可见的是,各线性检查头1、2在其下侧上具有支承面22,在所述支承面上设置有超前锯齿轮廓23。超前锯齿轮廓23由多个彼此并排的锯齿24形成,所述锯齿分别与振荡器元件25相关联,使得为每个振荡器元件25,锯齿24中的一个形成超前楔。
线性检查头1、2构成为,使得超声波纵波和/或超声波横波能够入声到工件19中。超声波纵波和/或超声波横波的份额由超前楔的角度来确定。
用于超声波检查的设备具有第一线性检查头1、第二线性检查头2和控制仪器9。控制仪器9经由控制线路10与第一线性检查头1和第二线性检查头2耦合,由此线性检查头1、2的各个振荡器元件25能够被单独地激励。控制仪器9被构建为激励振荡器元件25,使得在第一线性检查头1中能够形成辐射器组3、5、7且在第二线性检查头2中能够形成传感器组4、6、8以分别作为激活区。
线性检查头1、2构成为伸长的,其中在图1和2中用设有附图标记11的箭头示出其纵向方向。线性检查头1、2能够由控制仪器9来激励,使得既能够将辐射器组3沿着纵向方向11转移到辐射器组5和7的位置中也能够将传感器4沿着纵向方向11转移到传感器组6和9的位置中。
根据图1,借助线性检查头1和2以串联检测技术检查工件19。也就是说,线性检查头1、2沿其纵向方向11依次齐平地设置在第一工件表面20上。第一线性检查头1由控制仪器9激励,使得激活第一辐射器组3。超声波束12由第一辐射器组3以45°的入声角13沿朝向预期缺陷区域14的方向发送到工件19中。第一辐射器组3具有的位置使得超声波束12射到缺陷部位15上,所述缺陷部位位于预期缺陷区域14中。缺陷部位15随发展趋势具有垂直于纵向方向11伸展的延伸方向。入声角13由超前楔的角度和在振荡器元件25和工件19之间的边界面处的声速确定。
超声波束12在缺陷部位15上反射并且最后射到背离第一工件表面20设置的第二工件表面21上。两个工件表面20、21彼此平行地设置。超声波束12在表面反射部位17处以表面反射角18在第二工件表面21上反射并且最后射到第二线性检查头2的第一传感器组4上。第一辐射器组3到第一传感器组4的相对距离设定为,使得缺陷部位15在其缺陷部位深度16处与超声波束12相遇。
如果缺陷部位15位于不同的缺陷部位深度16处,那么为了检测缺陷部位15而激活第一线性检查头1的第二辐射器组5和第二线性检查头2的第二传感器组6。第二辐射器组5和第二传感器组6的位置被选择成,使得缺陷部位15在其缺陷部位深度16处与超声波束12相遇。
线性检查头1、2构成为,使得在第一线性检查头1中能够由控制仪器9激活辐射器组和传感器组。由此,在根据图1的实施形式中,当在第一线性检查头1中类似地由控制仪器9激活辐射器组3、5和传感器组4、6时,能够省去第二线性检查头2。
在图2中借助线性检查头1、2以一收一发技术检查工件。与图1相反,第二线性检查头2不设置在第一工件表面20上,而是以与第一线性检查头1相对置的方式设置在第二工件表面21上。由此,超声波束12在表面反射部位17上的反射不重要,使得超声波束12在工件19中的相关的传声路径基本上被减半。
借助控制仪器9能够分别激活第一辐射器组3和第一传感器组4以及第二辐射器组5和第二传感器组6,以便相应地发现缺陷部位15。如果例如缺陷部位位于第二工件表面21的附近,那么能够将第三辐射器组7连同第三传感器组8一起激活。
根据图2,缺陷部位15以分布在不同的缺陷部位深度16之上的方式设置在预期缺陷区域14中。为了寻找预期缺陷区域14,由控制仪器9激励线性检查头1和2的各个振荡器元件25,使得第一辐射器组3连同第一传感器组4一起激活,由此在第一工件表面20的附近检测到缺陷部位15。辐射器组和传感器组然后被转移至第二辐射器组4和第二传感器组6的位置处,由此在工件19的中间区域中在预期缺陷区域14之内检测到缺陷部位15。然后将辐射器组的活性转移到第三辐射器组7的位置中,并且将传感器组的活性转移到第三传感器组8的位置中,由此在第二工件表面21的附近在预期缺陷区域14中检测到缺陷部位15。
Claims (9)
1.一种用于对工件(19)进行超声波检查的设备,
所述设备具有至少一个纵向延伸的线性检查头(1,2)和用于激励所述线性检查头(1,2)的控制仪器(9),所述线性检查头具有多个振荡器元件(25),所述振荡器元件沿着所述线性检查头(1,2)的纵向方向(11)成排设置并且能够由所述控制仪器(9)在发射超声波的情况下和/或为了检测超声波而单独地和/或成组地激活,并且由此形成所述线性检查头(1,2)的至少一个激活区,
其中借助于通过所述控制仪器(9)对各个所述振荡器元件(25)的激励能够使至少一个所述激活区沿着所述线性检查头(1,2)的纵向方向(11)移动,
其特征在于,所述线性检查头(1,2)具有超前锯齿轮廓(23),所述超前锯齿轮廓的锯齿(24)设置为所述振荡器元件(25)的超前楔。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述锯齿(24)具有不对称的侧壁。
3.根据权利要求2所述的设备,其中较平坦的所述侧壁的倾斜角确定入声角(13)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备,其中所述振荡器元件(25)产生45°的入声角(13)。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备,其中所述线性检查头(1,2)具有多于100个振荡器元件(25),其中所述激活区由10至20个振荡器元件(25)形成。
6.一种用于对工件(19)进行超声波检查的方法,具有下述步骤:
-提供根据权利要求1至5中的任一项所述的设备中的线性检查头(1,2)中的至少一个;
-将所述线性检查头(1,2)依次施加到所述工件(19)的表面(20)上;
-借助控制仪器(9)来激励第一线性检查头(1),以用于构成用于将超声波发射到所述工件(9)中的激活区(3,5,7);
-借助所述控制仪器(9)来激励第二线性检查头(2),以用于构成用于检测超声波的激活区(4,6,8),所述超声波由所述第一线性检查头(1)的所述激活区(3,5,7)发射并且从所述工件(19)中射出;
-转移两个所述线性检查头(1,2)的所述激活区,直至由所述第二线性检查头(2)检测到超声波;
-根据在检测时所述激活区彼此间的间距和所述激活区相对于所述工件(19)的位置来确定所述工件(19)中的缺陷部位(15)的位置(16)。
7.一种用于对工件(19)进行超声波检查的方法,具有下述步骤:
-提供两个根据权利要求1至5中的任一项所述的设备中的线性检查头(1,2);
-将所述线性检查头(1,2)施加到所述工件(19)的两个彼此相对置的表面(20,21)上,其中所述线性检查头(1,2)基本上设置在相同的高度上;
-借助控制仪器(9)来激励第一线性检查头(1),以用于构成用于将超声波发射到所述工件(9)中的激活区(3,5,7);
-借助所述控制仪器(9)来激励第二线性检查头(2),以用于构成用于检测超声波的激活区(4,6,8),所述超声波由所述第一线性检查头(1)的所述激活区(3,5,7)发射并且从所述工件(19)中射出;
-转移两个所述线性检查头(1,2)的所述激活区,直至由所述第二线性检查头(2)检测到超声波;
-根据在检测时所述激活区彼此间的间距和所述激活区相对于所述工件(19)的位置来确定所述工件(19)中的缺陷部位(15)的位置(16)。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其中改变所述振荡器元件(25)的入声角(13)。
9.根据权利要求6或7所述的方法,其中改变所述振荡器元件(25)的入声角(13),使得超声场在所述工件(19)中聚焦。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2027817A1 (de) * | 1970-06-05 | 1971-12-09 | Nippon Kokan Kk | Ultraschall-Prüfgerät |
DE3241200A1 (de) * | 1982-11-08 | 1984-05-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ultraschallwandleranordnung |
US6792808B1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-09-21 | General Electric Company | Ultrasonic inspection method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6789427B2 (en) * | 2002-09-16 | 2004-09-14 | General Electric Company | Phased array ultrasonic inspection method for industrial applications |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2027817A1 (de) * | 1970-06-05 | 1971-12-09 | Nippon Kokan Kk | Ultraschall-Prüfgerät |
DE3241200A1 (de) * | 1982-11-08 | 1984-05-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ultraschallwandleranordnung |
US6792808B1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-09-21 | General Electric Company | Ultrasonic inspection method |
CN101111764A (zh) * | 2005-01-27 | 2008-01-23 | 西门子公司 | 确定透平构件缺陷的方法和设备 |
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