CN105548355B - 超声检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超声检测装置，包括：支撑架；U形框架，在其长度方向的两个末端分别设有与U形框架的轮廓相一致的U形导轨；滑动系统，其包括两个滑杆，分别布置在两个U形导轨内并能够沿着U形导轨滑动；展向导轨，其包括两个展向轨道，两个展向轨道在垂直方向上相互平行延伸并支撑在两个滑杆之间，待检测的U形工件从两个展向轨道之间穿过；检测组件，其包括两个探头和超声检测仪，两个探头分别可滑动地布置在两个展向轨道上，一个探头发射超声波信号，另一个探头接收超声波信号，超声检测仪根据接收到的超声波信号的传播变化来判定待检测的U形工件是否存在缺陷；以及固定桁架，其将待检测的U形工件夹持到U形框架。

Description

超声检测装置
技术领域
本发明属于航空复合材料制件无损检测技术领域，更具体地，本发明涉及一种对U形金属-复合材料-蜂窝夹层超混杂结构进行超声喷水穿透法无损检测的超声检测装置。
背景技术
超声检测是利用超声波的折射、反射、衍射、衰减、谐振等特性，通过观察显示在超声检测仪上的有关超声波在被检材料或工件中发生的传播变化，来判定被检材料和工件的内部和表面是否存在缺陷，从而在不破坏或不损害被检材料和工件的情况下，评估其质量和使用价值。在无损检测领域，常用的超声检测方法有脉冲反射法和喷水穿透法两种。
脉冲反射法超声检测采用单探头工作模式，从工件的一侧接触或采用水浸槽的方式进行检测，该方法被广泛应用于金属、复合材料层压板制件的无损检测中。该方法的优点是只需要从单侧靠近工件，检测装置可达性好。另外，脉冲反射法可以得到工件中缺陷信号的信息，有利于缺陷的性质判别。但是，该方法无法对蜂窝夹层结构进行检测，而且在检测多胶层金属/复材粘接结构时，往往需要从不同的检测面进行多次检测，检测效率低。
喷水穿透法超声检测采用双探头工作模式，从工件的两侧进行检测，一个探头发射超声波信号，另外一个探头接收超声波信号。该方法是目前复合材料制件、金属胶接结构最常用的无损检测方法之一。该方法的优点是无论是蜂窝夹层结构，还是多胶层结构，都可以一次完成检测，检测效率高。其缺点是超声检测可达性差，对检测装置的要求比较高。
U形金属-复合材料-蜂窝夹层超混杂结构是飞机水平尾翼、垂直尾翼以及机翼前缘常见的一种结构形式。该结构采用铝合金、玻璃纤维、纸蜂窝、胶膜等材料，在热压罐中一次固化成型。其铺层结构为：铝蒙皮、胶膜、玻璃布、胶膜、纸蜂窝、胶膜、玻璃布。该结构具有重量轻、抗冲击性强、防鸟撞等优点，但由于其复杂的构形以及超混杂结构，给无损检测带来了巨大挑战。
发明内容
本发明的目的是提供一种超声检测装置，解决U形金属-复合材料-蜂窝夹层超混杂结构的超声检测问题。
通过观察显示在超声检测仪上的有关超声波在被检材料或工件中发生的传播变化，来判定被检材料和工件的内部和表面是否存在缺陷，从而在不破坏或不损害被检材料和工件的情况下，评估其质量和使用价值。
根据本发明的技术方案，超声检测装置包括：
支撑架；
U形框架，其开口朝上，底部安装在所述支撑架上，所述U形框架在其长度方向的两个末端分别设有与所述U形框架的轮廓相一致的U形导轨；
滑动系统，其包括两个滑杆，所述两个滑杆分别布置在两个U形导轨内并能够沿着U形导轨滑动；
展向导轨，其包括两个展向轨道，所述两个展向轨道在垂直方向上相互平行延伸并支撑在所述两个滑杆之间，待检测的U形工件从所述两个展向轨道之间穿过；
检测组件，其包括两个探头和超声检测仪，所述两个探头分别可滑动地布置在两个展向轨道上，一个探头发射超声波信号，另一个探头接收超声波信号，所述超声检测仪根据接收到的超声波信号的传播变化来判定待检测的U形工件是否存在缺陷；以及
固定桁架，其将待检测的U形工件夹持到所述U形框架。
优选地，所述滑动系统包括用于限制滑杆在U形导轨内滑动的限位器。
优选地，所述两个展向轨道分别设有可滑动的展向滑块，所述两个探头分别安装到两个展向滑块上。
优选地，所述两个探头分别通过各自的安装夹具安装到所述两个展向滑块上。
优选地，所述超声检测装置还包括用于控制展向滑块沿展向轨道滑动的滑动控制器。
优选地，所述超声检测装置还包括用于控制所述滑动控制器的转动手柄。
本发明的优点是：采用喷水穿透式超声检测方法可以对这种金属-复合材料-蜂窝夹层超混杂多胶层结构的所有胶接界面进行无损检测，而且只需要扫查一次，检测效率很高。采用针对U形工件设计的专用检测装置可以实现整个工件的超声检测可达。展向轨道的同步滑动保证了两个探头的共轴，U形截面方向的导轨保证了探头连线始终与工件表面保持垂直，从而达到最佳检测效果。
附图说明
图1示出了待检测的水平尾翼前缘的结构示意图；
图2示出了根据本发明的超声检测装置的结构示意图；
图3示出了根据本发明的超声检测装置的局部结构示意图；以及
图4示出了根据本发明的超声检测装置的滑动系统的展向滑道的结构示意图。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其它实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。
图1示出了待检测的水平尾翼前缘的结构示意图，该水平尾翼前缘具有U形结构，具体包括纸蜂窝1、玻璃纤维2和铝合金3。
图2-4示出了根据本发明的超声检测装置100的结构示意图。该超声检测装置100包括支撑架10、U形框架20、滑动系统30、展向导轨40、检测组件50以及固定桁架60。
在图中示出的优选实施例中，支撑架10具有两个近似三角形的支架，U形框架20开口朝上，底部安装在支撑架10上，U形框架20在其长度方向的两个末端分别设有与U形框架20的轮廓相一致的U形导轨21。滑动系统30包括分别可滑动地布置在两个U形导轨21内的两个滑杆31。展向导轨40包括在垂直方向上相互平行延伸并支撑在两个滑杆31之间的两个展向轨道41，待检测的U形工件从两个展向轨道41之间穿过。检测组件50包括分别可滑动地布置在两个展向滑道41上的两个探头51和超声检测仪(未示出)，一个探头51发射超声波信号，另一个探头51接收超声波信号，超声检测仪(未示出)根据接收到的超声波信号在待检测的U形工件中的传播变化来判定待检测的U形工件是否存在缺陷。固定桁架60将待测量的U形工件夹持到U形框架20。
优选地，滑动系统30包括用于限制滑杆31在U形导轨21内滑动的限位器32。
优选地，两个展向滑道41分别设有可滑动的展向滑块42，两个探头51分别通过各自的探头夹具安装到两个展向滑块42上。
优选地，超声检测装置100还包括用于控制展向滑块42沿展向轨道41滑动的滑动控制器70。
优选地，超声检测装置100还包括用于控制滑动控制器70的转动手柄80。
根据本发明的超声检测装置100的装配方法及其检测方法如下：
1.将待检工件穿过展向导轨40的两个展向轨道41，用固定桁架60夹持待检工件，连通U形框架20一同安装并固定到支撑架10上，保证整个检测过程中待检工件的稳定，安装过程需要注意对待检工件的保护。
2.安装滑动系统30的滑杆31于U型导轨21中，位置处于U型导轨21的最低处，并用限位器32锁死滑杆31，安装过程需要注意对待检工件的保护。
3.安装带有喷嘴的探头51于探头夹具中，探头夹具安装于展向滑块42上。
4.调整上、下两个展向滑块42的初始位置，使得两个探头51同轴，以保证接收到的超声信号最大。
5.调整滑杆31与滑动控制器70的相对位置并固定锁死，保证上、下探头(发射探头与接收探头)和待检工件等间距。
6.松开限位器32，沿U型导轨21移动滑动系统30，移动至工件边缘一侧后，锁死限位器32，以固定滑动系统30。
7.开始检测，通过转动手柄80，启动滑动控制器70内部齿轮联动系统，同时控制上、下展向滑块42沿展向方向(U形框架的长度方向)移动，进行直线方向超声检测。
8.重复步骤6和7，直到完成工件全部区域的检测。
本发明的超声检测装置采用喷水穿透式超声检测方法以及针对U形结构设计。该装置有两个维度方向的导轨，可以分别沿着U形工件的截面方向以及展向滑动。沿展向滑动的轨道可以由两根钢管组成，每根钢管上有一个探头夹具，这两个夹具可以在轨道上同步滑动，以保证两个探头始终处于共轴状态，从而实现沿工件展向的超声扫查。沿U形截面方向的导轨和工件具有相同的外形轮廓，这样不仅可以使两个探头沿着U形截面滑动，以实现沿U形截面的步进扫查，而且还可以保证在任意角度下两个探头的连线始终和工件外表面垂直，以保证最佳的超声检测效果。通过沿U形截面方向的导轨和展向导轨，结合所采用的喷水穿透式超声检测仪，就可以实现对U形金属-复合材料-蜂窝夹层超混杂结构的100％面积手动超声检测。
本发明的优点是：采用喷水穿透式超声检测方法可以对这种金属-复合材料-蜂窝夹层超混杂多胶层结构的所有胶接界面进行无损检测，而且只需要扫查一次，检测效率很高。采用针对U形工件设计的专用检测装置可以实现整个工件的超声检测可达。展向轨道的同步滑动保证了两个探头的共轴，U形截面方向的导轨保证了探头连线始终与工件表面保持垂直，从而达到最佳检测效果。
以上已揭示本发明的具体实施例的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的各种特征和未在此明确示出的特征的组合作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施例的描述是示例性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (6)

1.一种超声检测装置(100)，其包括检测组件(50)，所述检测组件(50)包括两个探头(51)和超声检测仪，所述两个探头(51)中一个探头发射超声波信号，另一个探头接收超声波信号，其特征在于，所述超声检测装置(100)还包括：
支撑架(10)；
U形框架(20)，其开口朝上，底部安装在所述支撑架(10)上，所述U形框架(20)在其长度方向的两个末端分别设有与所述U形框架的轮廓相一致的U形导轨(21)；
滑动系统(30)，其包括两个滑杆(31)，所述两个滑杆(31)分别布置在两个U形导轨(21)内并能够沿着U形导轨(21)滑动；
展向导轨(40)，其包括两个展向轨道(41)，所述两个展向轨道(41)在垂直方向上相互平行延伸并支撑在所述两个滑杆(31)之间，待检测的U形工件从所述两个展向轨道(41)之间穿过；以及
固定桁架(60)，其将待检测的U形工件夹持到所述U形框架(20)；
其中，所述两个探头(51)分别可滑动地布置在两个展向轨道(41)上，所述超声检测仪根据接收到的超声波信号的传播变化来判定待检测的U形工件是否存在缺陷。
2.根据权利要求1所述的超声检测装置(100)，其特征在于，所述滑动系统(30)包括用于限制滑杆(31)在U形导轨(21)内滑动的限位器(32)。
3.根据权利要求1所述的超声检测装置(100)，其特征在于，所述两个展向轨道(41)分别设有可滑动的展向滑块(42)，所述两个探头(51)分别安装到两个展向滑块(42)上。
4.根据权利要求3所述的超声检测装置(100)，其特征在于，所述两个探头(51)分别通过各自的探头夹具安装到所述两个展向滑块(42)上。
5.根据权利要求3所述的超声检测装置(100)，其特征在于，所述超声检测装置(100)还包括用于控制展向滑块(42)沿展向轨道(41)滑动的滑动控制器(70)。
6.根据权利要求5所述的超声检测装置(100)，其特征在于，所述超声检测装置(100)还包括用于控制所述滑动控制器(70)的转动手柄(80)。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108845031A (zh) * 2018-05-04 2018-11-20 西南石油大学 一种缺陷检测超声波特征信号采集装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101430305A (zh) * 2007-11-06 2009-05-13 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 超声波扫描仪
CN201588408U (zh) * 2009-12-17 2010-09-22 中冶建筑研究总院有限公司 用于混凝土灌注的监控装置
CN102095806A (zh) * 2010-12-01 2011-06-15 南京市计量监督检测院 非金属超声检测仪检定系统
CN103901105A (zh) * 2014-04-09 2014-07-02 中广核检测技术有限公司 一种核电站大口径管道超声波自动扫查装置
CN104215692A (zh) * 2014-07-31 2014-12-17 张家港市圣鼎源制管有限公司 一种钢管高效探伤装置
CN104330473A (zh) * 2014-11-20 2015-02-04 沈阳化工大学 一种变截面轴盘类工件的超声探伤装置
CN104751917A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种压力容器接管焊缝超声波检查装置
CN104931582A (zh) * 2015-06-16 2015-09-23 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 薄板搭接窄焊缝超声快速无损检测方法与装置
CN104959751A (zh) * 2015-06-26 2015-10-07 苏州边桐传感科技有限公司 基于超声波检测的钢卷焊接装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1194806A (ja) * 1997-09-22 1999-04-09 Nkk Corp 鋼材端部表面又は側面の超音波探傷方法
JP2007187593A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Hitachi Ltd 配管検査装置及び配管検査方法
JP6366355B2 (ja) * 2014-05-14 2018-08-01 キヤノン株式会社 光音響装置、信号処理方法、及びプログラム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101430305A (zh) * 2007-11-06 2009-05-13 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 超声波扫描仪
CN201588408U (zh) * 2009-12-17 2010-09-22 中冶建筑研究总院有限公司 用于混凝土灌注的监控装置
CN102095806A (zh) * 2010-12-01 2011-06-15 南京市计量监督检测院 非金属超声检测仪检定系统
CN104751917A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种压力容器接管焊缝超声波检查装置
CN103901105A (zh) * 2014-04-09 2014-07-02 中广核检测技术有限公司 一种核电站大口径管道超声波自动扫查装置
CN104215692A (zh) * 2014-07-31 2014-12-17 张家港市圣鼎源制管有限公司 一种钢管高效探伤装置
CN104330473A (zh) * 2014-11-20 2015-02-04 沈阳化工大学 一种变截面轴盘类工件的超声探伤装置
CN104931582A (zh) * 2015-06-16 2015-09-23 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 薄板搭接窄焊缝超声快速无损检测方法与装置
CN104959751A (zh) * 2015-06-26 2015-10-07 苏州边桐传感科技有限公司 基于超声波检测的钢卷焊接装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
复合材料层板及蜂窝夹层结构的自动喷水超声穿透扫描检测;余小毛;《材料工程》;19921231(第S1期);268页，二、基本原理 *
杜朝亮等.面向复合材料结构的自动化超声检测技术研究.《2014远东无损检测新技术论坛》.2014, *

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Publication number Publication date
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