CN103901112A - 超声导波检测焊缝的传感器装置及固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声导波检测焊缝的传感器固定装置，包括数个传感单元、固定带和两个夹持单元，固定带长度方向垂直于焊缝，数个并排的传感单元对称设置在焊缝及焊缝4两侧的焊板上，数个传感单元上端分别固定在固定带中部下，下端分别抵靠在呈弧形突起的焊缝及焊缝两侧的焊板上，夹持单元将固定带两端分别固定在焊板上；传感器嵌装在感器夹具内。本发明结构简单、操作方便、稳定可靠、适用性较强，安装在焊缝和焊缝两侧的焊板上的各传感器不受焊缝形状和大小的限制，增大接收回波的强度，大大提高了可测焊缝的长度，为远距离焊缝的高效检测提供了一种可靠途径。增大了测量范围，提高了检测效率和检测精度。

Description

超声导波检测焊缝的传感器装置及固定方法

技术领域

本发明涉及一种焊缝的无损检测装置，特别涉及一种采用超声导波检测对接焊缝缺陷的传感器装置，属于无损检测技术领域。

背景技术

焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊缝处会出现裂纹、未溶合、气孔、咬边等缺陷，在船舶、机械设备、压力容器和焊接结构件等需要施加焊接加工的产品，按现行法规要求和通用做法，对于焊接后形成的对接焊缝一般需要进行一定数量的超声或射线检测，以保障产品质量。

传统的超声检测技术为逐点扫查法，不仅费时费力，而且存在一定的盲区。射线技术广泛用于压力容器焊缝的检测，但是检测准备时间长，危险性大，检测成本高。此外，以上两种方法只能实现离线检测，检测过程包括停工、倒空、清洗、除锈(甚至拆除保温层)以及检测等工序，存在检测费用高、检测时间长等不足。

超声导波检测是近年来发展起来无损检测新方法，一次扫描即可测量整个厚度范围内包括内部和表面的所有缺陷，并且可同时实现缺陷定位与尺度检测，在很多大型长输结构如管道、铁轨等得到了广泛的应用。

将超声导波应用于焊缝探伤，必须将焊缝导波检测传感器固定并压实在被检焊接构件上，以满足探头与焊接构件的刚性耦合。现有的焊缝导波检测传感器采用手持固定在焊缝上和焊缝两侧的焊板上，手持固定比较费力，不能保证传感器底部紧压在焊缝上和焊缝两侧的焊板上，影响焊缝探伤效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于操作、调节方便、结构稳定、固定确实和定位准确的超声导波检测焊缝的传感器固定装置。

本发明通过以下技术方案予以实现：

    一种超声导波检测焊缝的传感器固定装置，包括数个传感单元1、固定带2和两个夹持单元3，固定带2长度方向垂直于焊缝4，沿着固定带2长度方向，数个并排的传感单元1对称设置在焊缝4及焊缝4两侧的焊板5上，5个传感单元1上端分别固定在固定带2中部下，数个传感单元1下端分别抵靠在呈弧形突起的焊缝4及焊缝两侧的焊板5上，夹持单元3将固定带2两端分别固定在焊板5上；所述传感单元1包括传感器夹具11、传感器12和2根调节螺钉13，传感器12嵌装在传感器夹具11内。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的超声导波检测焊缝的传感器固定装置，其中所述传感器夹具11呈开口向下的槽形，所述槽形两相对内侧面分别向内凹陷出对称的凹槽111；传感器12两端设有与凹槽111相配的导向凸条121，传感器12两端的导向凸条121分别嵌在传感器夹具11的凹槽111内；传感器12上侧中央延伸出的同轴电缆接口柱122嵌在传感器夹具11上侧的定位孔112中；2根调节螺钉13分别穿过固定带2后对称拧入传感器夹具11两端内，下推传感器12使传感器12底部抵靠在焊缝4或焊缝两侧的焊板5上。

前述的超声导波检测焊缝的传感器固定装置，其中所述夹持单元3包括弓形架31、1根上压紧螺钉32、2根下压紧螺钉33、上垫板34和2块下垫板35，上压紧螺钉32垂直向下穿过弓形架上水平边311，依次压住上垫板34、固定带2一端和焊板5上侧；两根下压紧螺钉33分别垂直向上穿过弓形架下水平边312和下垫板35，压住焊板5的下侧；所述两根下压紧螺钉33对称设置在上压紧螺钉32两侧。

前述的超声导波检测焊缝的传感器固定装置，其中所述固定带2上设有分别与调节螺钉13、同轴电缆接口柱122对应的圆孔，固定带2的材质为柔性材料；所述传感器12为压电传感器。

一种超声导波检测焊缝的传感器装置的固定方法，包括以下步骤：

    1）先将传感器12嵌装在传感器夹具11内，然后将数个传感器夹具11并排放在呈弧形突起的焊缝4及焊缝两侧的焊板5上，使其中1个用于接受信号的传感器12底部抵靠在呈弧形突起的焊缝4中心上，其余数个用于发射的传感器12对称设置在用于接受信号的传感器12两侧，用于发射的数个传感器12底部分别抵靠在焊缝4两侧和焊板5上。

2）将固定带2中部放置在传感器12顶部上，再将2根一组的调节螺钉13分别穿过固定带2对应的调节螺钉孔21，拧入对应的传感器夹具11上侧内；同轴电缆接口柱122伸出对应的圆孔22。

 3）先将已装好上压紧螺钉32和下压紧螺钉33的弓形架31开口处卡在焊板5边缘上，然后在焊板5的上下侧分别插入1块上垫板34和2块下垫板35，接着将固定带2两端分别插在上垫板34下侧和焊板5上侧之间。再拧紧弓形架31上下的上压紧螺钉32和下压紧螺钉33，使固定带2一端得到固定。

4）在拉紧固定带2另一端后，重复步骤3），使固定带2另一端得到固定。

5）在调整好各个传感器12的位置后，逐个拧紧调节螺钉13，使各个传感器12底部分别压紧在焊缝4和焊缝4两侧的焊板5上。

本发明结构简单、操作方便、稳定可靠、适用性较强，使安装在焊缝和焊缝两侧的的各传感器不受焊缝形状和大小的限制。同时，为了增大接收回波的强度，本发明大大提高了可测焊缝的长度，为远距离焊缝的高效检测提供了一种可靠途径。多个传感器通过固定带的定位和压紧，使传感器与待检体刚性接触，检测时，数个导波激励探头同时激励，可大大增强所需导波模态的回波强度、提高反射率，同时大大削减外部干扰、减少其他模态，从而增大了测量范围。本发明的固定方法简便易行，确保传感器与待检焊缝及焊板的可靠耦合，提高了检测效率和精度。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视放大图；

图3是图1的B-B剖视放大图；

图4是传感器的俯视图；

图5是固定带的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图5所示，本实施例用于检测两块焊板5的对接焊缝4，包括5个传感单元1、固定带2和两个夹持单元3，沿着固定带2长度方向，5个并排的传感单元1对称设置在焊缝4及焊缝4两侧的焊板5上，5个传感单元1上端分别固定在固定带2中部下，下端抵靠在呈弧形突起的焊缝4及焊缝两侧的焊板5上。固定带2长度方向垂直于焊缝4，夹持单元3将固定带2两端分别固定在焊板5上。

传感器夹具11呈开口向下的槽形，所述槽形两相对内侧面分别向内凹陷出对称的凹槽111；传感器12两端设有与凹槽111相配的导向凸条121，传感器12两端的导向凸条121分别嵌在传感器夹具11的凹槽111内。传感器12上侧中央延伸出的同轴电缆接口柱122嵌在传感器夹具11上侧的定位孔112中，这样的结构使得传感器12水平方向完全定位在传感器夹具11内。2根调节螺钉13分别穿过固定带2对称拧入传感器夹具11两端内，调节螺钉13底部下推传感器12，使传感器12底部抵靠在焊缝4或焊缝两侧的焊板5上。固定带2为柔性材料制成，本实施例采用ABS工程塑料，也可采用皮革、橡胶等具有弹性的柔性材料，进一步提高传感器12底部对焊缝4和焊板5 的机械耦合；传感器12采用压电传感器。

凹槽111和导向凸条121可互换设置，即凹槽111设置在传感器12两端上，导向凸条121设置在传感器夹具11两相对内侧面上。   

夹持单元3包括弓形架31、1根上压紧螺钉32、2根下压紧螺钉33、上垫板34和2块下垫板35，上压紧螺钉32垂直向下穿过弓形架上水平边311，依次压住上垫板34、固定带2一端和焊板5上侧；两根下压紧螺钉33分别垂直向上穿过弓形架下水平边312和下垫板35，压住焊板5的下侧。两根下压紧螺钉33对称设置在上压紧螺钉32两侧。这样的结构可拉紧固定带2。

超声导波检测焊缝的传感器装置的固定方法，包括以下步骤：

    1）先将传感器12嵌装在传感器夹具11内，然后将5个传感器夹具11并排放在呈弧形突起的焊缝4及焊缝两侧的焊板5上，使其中1个用于接受信号的传感器12底部抵靠在呈弧形突起的焊缝4中心上，2个用于发射的传感器12对称倾斜设置在用于接受信号的传感器12两侧的焊缝4上，另2个用于发射的传感器12底部分别抵靠在焊缝4两侧的焊板5上。

2）将固定带2中部放置在传感器12顶部上，再将2根一组的调节螺钉13分别穿过固定带2对应的调节螺钉孔21，拧入对应的传感器夹具11上侧内；同轴电缆接口柱122伸出对应的圆孔22。

3）先将已装好上压紧螺钉32和下压紧螺钉33的弓形架31开口处卡在焊板5边缘上，然后在焊板5的上下侧分别插入1块上垫板34和2块下垫板35，接着将固定带2两端分别插在上垫板34下侧和焊板5上侧之间。再拧紧弓形架31上下的上压紧螺钉32和下压紧螺钉33，使固定带2一端得到固定。

4）在拉紧固定带2另一端后，重复步骤3），使固定带2另一端得到固定。

5）在调整好各个传感器12的位置后，逐个拧紧调节螺钉13，使各个传感器12底部分别压紧在焊缝4和焊缝4两侧的焊板5上。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超声导波检测焊缝的传感器装置，其特征在于：包括数个传感单元（1）、固定带（2）和两个夹持单元（3），固定带（2）长度方向垂直于焊缝（4），沿着固定带（2）长度方向，数个并排的传感单元（1）对称设置在焊缝（4）及焊缝（4）两侧的焊板（5）上，数个传感单元（1）上端分别固定在固定带（2）中部下，数个传感单元（1）下端分别抵靠在呈弧形突起的焊缝（4）及焊缝两侧的焊板（5）上；夹持单元（3）将固定带（2）两端分别固定在焊板（5）上；所述传感单元（1）包括传感器夹具（11）、传感器（12）和2根调节螺钉（13），传感器（12）嵌装在传感器夹具（11）内。

2.如权利要求1所述的超声导波检测焊缝的传感器固定装置，其特征在于：所述传感器夹具（11）呈开口向下的槽形，所述槽形两相对内侧面分别向内凹陷出对称的凹槽（111）；传感器（12）两端设有与凹槽（111）相配的导向凸条（121），传感器（12）两端的导向凸条（121）分别嵌在传感器夹具（11）的凹槽（111）内；传感器（12）上侧中央延伸出的同轴电缆接口柱（122）嵌在传感器夹具（11）上侧的定位孔（112）中；2根调节螺钉（13）分别穿过固定带（2）后对称拧入传感器夹具（11）两端内下推传感器（12），使传感器（12）底部抵靠在焊缝（4）或焊缝两侧的焊板（5）上。

3.如权利要求1所述的超声导波检测焊缝的传感器固定装置，其特征在于：所述夹持单元（3）包括弓形架（31）、1根上压紧螺钉（32）、2根下压紧螺钉（33）、上垫板（34）和2块下垫板（35），上压紧螺钉（32）垂直向下穿过弓形架上水平边（311），依次压住上垫板（34）、固定带（2）一端和焊板（5）上侧；两根下压紧螺钉（33）分别垂直向上穿过弓形架下水平边（312）和下垫板（35），压住焊板（5）的下侧。

4.如权利要求1或2所述的超声导波检测焊缝的传感器固定装置，其特征在于：所述两根下压紧螺钉（33）对称设置在上压紧螺钉（32）两侧。

5.如权利要求1所述的超声导波检测焊缝的传感器装置，其特征在于：所述固定带（2）上设有分别与调节螺钉（13）、同轴电缆接口柱（122）对应的圆孔，固定带（2）的材质为柔性材料。

6.如权利要求1所述的超声导波检测焊缝的传感器装置，其特征在于：所述传感器（12）为压电传感器。

7.一种如权利要求1所述的超声导波检测焊缝的传感器装置的固定方法，其特征在于：包括以下步骤：

   1）先将传感器（12）嵌装在传感器夹具（11）内，然后将数个传感器夹具（11）并排放在呈弧形突起的焊缝（4）及焊缝两侧的焊板（5）上，使其中1个用于接受信号的传感器（12）底部抵靠在呈弧形突起的焊缝（4）中心上，其余数个用于发射的传感器（12）对称设置在用于接受信号的传感器（12）两侧，用于发射的数个传感器（12）底部分别抵靠在焊缝（4）两侧和焊板（5）上；

    2）将固定带（2）中部放置在传感器（12）顶部上，再将2根一组的调节螺钉（13）分别穿过固定带（2）对应的调节螺钉孔（21），拧入对应的传感器夹具（11）上侧内；同轴电缆接口柱（122）伸出对应的圆孔（22）；

    3）先将已装好上压紧螺钉（32）和下压紧螺钉（33）的弓形架（31）开口处卡在焊板（5）边缘上，然后在焊板（5）的上下侧分别插入1块上垫板（34）和2块下垫板（35），接着将固定带（2）两端分别插在上垫板（34）下侧和焊板（5）上侧之间；再拧紧一个弓形架（31）上下的上压紧螺钉（32）和下压紧螺钉（33），使固定带（2）一端得到固定；

4）在拉紧固定带（2）另一端后，重复步骤3），使固定带（2）另一端得到固定；

5）在调整好各个传感器（12）的位置后，逐个拧紧调节螺钉（13），使各个传感器（12）底部分别压紧在焊缝（4）和焊缝（4）两侧的焊板（5）上。

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