CN105806961B - 一种超声检查探头的弹性耦合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声检查探头的弹性耦合装置，包括探头安装摆动机构；所述探头安装摆动机构包括C形圆弧架、轴承组件；所述C形圆弧架包括两个平直段和连接该两个平直段的弧形段；所述探头设置在所述两个平直段之间，并彼此转动配合；所述弧形段卡嵌在轴承组件内，并沿弧形段延伸方向转动；C形圆弧架的每个平直段外侧与一个拉伸弹簧一端连接，拉伸弹簧的另一端与轴承组件外侧连接。本发明能够与被检测表面相紧密接触，即超声波探头与被检测变面填充耦合剂的状态下紧密贴合，同时超声波探头还能在自动化扫查过程中自动适应被检表面的曲率变化以及表面的凸起、凹陷。

Description

一种超声检查探头的弹性耦合装置

技术领域

本发明涉及核工程超声探伤计算领域，具体涉及一种超声检查探头的弹性耦合装置。

背景技术

20世纪80年末，中国开始自行设计建设商用核电站。到目前为止，国内共建成20个核电机组，2020年预计共建成40多个核电机组并投入运行。根据我国核安全导则——核电厂在役检查HAD 103/07标准的要求，核电站在运行寿期内必须进行在役检查，检验重点为反应堆冷却剂系统的关键部件和系统，统称为一回路。

通常用于核电站一回路主要设备、容器、管道的在役检查的无损检测方法有目视检验、表面检验和体积检验。

目视检验用于提供有关被检零件、部件或表面的一般情况资料，包括表面划痕、磨损、裂纹、浸蚀或泄漏迹象。

表面检验用以显示或验证表面或表层缺陷或不连续的存在，方法包括磁粉检验、液体渗透检验和涡流检验等。

体积检验用以检查表面下缺陷或不连续的存在、深度或大小，方法包括射线检验、超声波检验和涡流检验等。此外还有泄漏检验方法。

超声波检验主要是基于超声波在被测物体中的传播特性，通过超声波与试件相互作用，对回波信号进行研究，来检测试件的宏观缺陷、几何特性、组织结构和力学性能，并进一步对其特定的应用性能进行评价的技术。适用于金属、非金属和复合材料等多种试件的无损检测。核电站一回路处于放射性环境，在一回路实施超声波检测，需要设计自动化检测装置实施检测，而对于超声波探头需要夹持机构，保持探头在被检表面接触耦合，因此需要一种用于接触式超声波探头的弹性耦合装置来实现自动化超声波检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够与被检测表面相紧密接触，即超声波探头与被检测变面填充耦合剂的状态下紧密贴合，同时超声波探头还能在自动化扫查过程中自动适应被检表面的曲率变化以及表面的凸起、凹陷的超声检查探头的弹性耦合装置。

本发明是这样实现的，一种超声检查探头的弹性耦合装置，包括探头安装摆动机构；

所述探头安装摆动机构包括C形圆弧架、轴承组件；所述C形圆弧架包括两个平直段和连接该两个平直段的弧形段；所述探头设置在所述两个平直段之间，并彼此转动配合；所述弧形段卡嵌在轴承组件内，并沿弧形段延伸方向转动；C形圆弧架的每个平直段外侧与一个拉伸弹簧一端连接，拉伸弹簧的另一端与轴承组件外侧连接。

还包括框体，所述探头固定在框体内，框体两侧分别对称固定有两个转动销轴，两个转动销轴外端分别嵌入所述C形圆弧架的两个平直段，所述两个平直段与转动销轴转动配合。

轴承组件包括箱体和三个轴承，所述三个轴承呈等腰三角形固定在所述箱体内；

所述C形圆弧架的弧形段嵌在所述三个轴承之间，其弧形外壁面与所述三个轴承形成的等腰三角形顶角位置的轴承相切，其弧形内壁与所述三个轴承形成的两个底角位置的轴承相切，C形圆弧架通过其弧形段在箱体内的三个轴承之间摆动；所述C形圆弧架的两个平直段自箱体内穿出。

还包括伸缩压紧机构；其包括导轨、轴承箱体、气缸和端部支架；

气缸和导轨的一端分别与箱体上与框体相对面的对侧表面连接，气缸和导轨的另一端与端部支架连接；轴承箱体套在所述导轨和气缸上，分别与导轨滑动配合，与气缸固定。

本发明的有益效果

(1)框体、C形圆弧架、翻转压板三个零件组合成探头组合框体，形成双自由度转动调节机构，实现超声波探头可以自动适应被检表面的曲率变化，以及表面的凸起、凹陷，很好地实现超声波探头和被检表面之间的耦合，使得自动化超声检查连续性，不会因接触不好或不稳定造成超声扫查数据丢失；

(2)框体包裹超声波探头结构，实现该结构模块化，通过改变框体结构、C形圆弧架的结构尺寸、气缸型号，适应不同尺寸的探头需求，同时通过调节气缸，施加不同的负载压力，实现通用性广泛；

(3)采用气缸和导轨组合伸缩机构，气缸执行力施加在探头组合框体上的形式，依靠气缸的执行力，实现超声探头压紧在被检设备表面，双自由调节机构在压力作用下调整快速有效，同时气缸压力可以根据探头的重量，增加或减少气缸压力，对探头施加合适的力度，保证超声波探头和被检表面耦合的紧密度；

(4)背板扩展接口，实现多个探头自由组合为超声托盘，自动化超声扫查往往需要多个探头组合实施检查，根据被检对象多个超声波探头摆放，便于实施不同的自动化检查，增加自动化检查范围，并提高效率。

附图说明

图1为超声探头在被测物体表面矩形扫查示意图；

图2为本发明超声检查探头的弹性耦合装置主视图；

图3为本发明超声检查探头的弹性耦合装置侧视图；

图4为本发明超声检查探头的弹性耦合装置局部剖视图；

1.框体；2.超声探头；3.C形圆弧架；4.箱体；5.导轨；6.轴承箱体；7.气缸；8.拉伸弹簧；9.背板；10.销轴；11.轴承组件；12.端部支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细描述：

自动化超声波检测根据超声波探头波束探测方向，在被检查物体表面上分为扫查方向和扫查步进方向，两个方向组合成矩形扫查方式，见附图1矩形扫查示意图。

本发明超声检查探头的弹性耦合装置结构示意图见图2，框体1外形为正方形，超声波探头2设置框体1内部，紧定螺钉自框体外表面穿入框体和超声波探头2，实现超声波探头2与框体1固定；

C形圆弧架3包括两个平直段和连接该两个平直段的弧形段；

两个转动销轴10分别对称固定在框体1两侧，两个转动销轴10外端分别嵌入所述C形圆弧架3的两个平直段，所述两个平直段与转动销轴10转动配合；

轴承组件11包括箱体4和三个轴承，所述三个轴承呈等腰三角形固定在所述箱体4内；

所述C形圆弧架3的弧形段嵌在所述三个轴承之间，其弧形外壁面与所述三个轴承形成的等腰三角形顶角位置的轴承相切，其弧形内壁与所述三个轴承形成的两个底角位置的轴承相切，对C形圆弧架3起到固定支撑和限位作用，同时C形圆弧架3通过其弧形段在箱体4内的三个轴承之间摆动；所述C形圆弧架3的两个平直段自箱体4内穿出；

C形圆弧架3的每个平直段外侧与一个拉伸弹簧8一端连接，拉伸弹簧8的另一端与箱体4连接，在拉伸弹簧的限制下，C形圆弧架3转动销轴10轴线和箱体4与框体1相对的上表面始终保持平行。

伸缩压紧机构包括导轨5、轴承箱体6和气缸7；气缸7和导轨5的一端分别与箱体4上与框体1相对面的对侧表面连接，气缸7和导轨5的另一端与端部支架12连接；

轴承箱体6套在所述导轨5和气缸7上，轴承箱体6与导轨5滑动配合，轴承箱体6与气缸7固定；轴承箱体6上安装背板9；

使用时，通过9连接到超声扫查装置上，通过气缸伸缩，实现探头的轴向运动，通过3在11中的转动，实现探头的角度调整，最终完成工作；

在气缸7的作用下，超声探头被压紧在被检测设备表面，转动销轴转动方向为超声检查扫查方向，X轴方向，C形圆弧架3摆动方向为超声检查步进方向，这两个方向自适应被检设备表面的圆弧，起伏，凸起等。

多个超声探头弹性耦合装置，按照自动化超声扫查要求，组合摆放，安装在自动化超声检查装置上，自动化超声检查装置将耦合装置整体送往被检表面，超声托盘骨架压合在被检表面，实现紧密的耦合。

Claims (4)

1.一种超声检查探头的弹性耦合装置，其特征在于：包括探头安装摆动机构；

所述探头安装摆动机构包括C形圆弧架、轴承组件；所述C形圆弧架包括两个平直段和连接该两个平直段的弧形段；所述探头设置在所述两个平直段之间，并彼此转动配合；所述弧形段卡嵌在轴承组件内，并沿弧形段延伸方向转动；C形圆弧架的每个平直段外侧与一个拉伸弹簧一端连接，拉伸弹簧的另一端与轴承组件外侧连接；所述轴承组件包括箱体和三个轴承，所述三个轴承呈等腰三角形固定在所述箱体内；所述C形圆弧架的弧形段嵌在所述三个轴承之间，其弧形外壁面与所述三个轴承形成的等腰三角形顶角位置的轴承相切，其弧形内壁与所述三个轴承形成的两个底角位置的轴承相切，C形圆弧架通过其弧形段在箱体内的三个轴承之间摆动。

2.按照权利要求1所述的超声检查探头的弹性耦合装置，其特征在于：还包括框体，所述探头固定在框体内，框体两侧分别对称固定有两个转动销轴，两个转动销轴外端分别嵌入所述C形圆弧架的两个平直段，所述两个平直段与转动销轴转动配合。

3.按照权利要求1所述的超声检查探头的弹性耦合装置，其特征在于：所述C形圆弧架的两个平直段自箱体内穿出。

4.按照权利要求2所述的超声检查探头的弹性耦合装置，其特征在于：还包括伸缩压紧机构；其包括导轨、轴承箱体、气缸和端部支架；

气缸和导轨的一端分别与箱体上与框体相对面的对侧表面连接，气缸和导轨的另一端与端部支架连接；轴承箱体套在所述导轨和气缸上，分别与导轨滑动配合，与气缸固定。