CN106442738B - 一种可移动的超声相控阵检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动的超声相控阵检测装置及其检测方法，该检测装置包括检测仪本体及设置在检测仪本体上的检测探头，还包括移动基架，移动基架上方设有调节台板，移动基架上设有至少一个用于带动调节台板上下移动的台板气缸，调节台板上设有水平布置的滑轨，检测仪本体与滑轨滑动配合，调节台板上设有用于带动检测仪本体沿滑轨往复滑动的平移气缸，移动基架底部设有若干移动轮结构，移动轮结构包括轮架及设置在轮架上的万向轮。本发明装置结构合理，移动便捷，能有效进行超声检测，使用时无需操作者进行手持，调节能力强，使用者的操作强度低。

Description

一种可移动的超声相控阵检测装置及其检测方法

技术领域

本发明属于超声相控阵检测技术领域，尤其涉及一种可移动的超声相控阵检测装置及其检测方法。

背景技术

超声相控阵检测已有二三十年的发展历史，初期主要应用于医疗领域、医疗超声成像中。近年来，超声相控阵技术以其灵活的声束偏转及聚焦性能越来越引起人们的重视。由于压电复合材料、纳秒级脉冲信号控制、数据处理分析、软件技术和计算机模拟等多种高新技术在超声相控阵成像领域中的综合应用，使得超声相控阵检测技术得以快速发展，逐渐应用于无损检测领域。目前，在工业中对焊缝、铸件等的无损检测，主要通过超声相控阵检测仪来实现。目前的超声相控阵检测仪，主要包括检测仪本体和检测探头，本体和检测探头通常是分离的，其基本都是通过手持控制的，且在检测时没有方便清理检测探头和检测面的工具，这就导致检测结果的可靠性降低，在连续检测或多工件、设备多位置检测时，由于检测仪本体较为笨重且操作者只能手持移动使得操作者极易疲劳，检测效率大大降低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种结构合理，移动便捷，能有效进行超声检测，使用时无需操作者进行手持，调节能力强，可有效降低操作强度，提高检测的效率的超声相控阵检测装置及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种可移动的超声相控阵检测装置，包括检测仪本体及设置在检测仪本体上的检测探头，该超声相控阵检测装置还包括移动基架，移动基架上方设有调节台板，移动基架上设有至少一个用于带动调节台板上下移动的台板气缸，调节台板上设有水平布置的滑轨，检测仪本体与滑轨滑动配合，调节台板上设有用于带动检测仪本体沿滑轨往复滑动的平移气缸，移动基架底部设有若干移动轮结构，移动轮结构包括轮架及设置在轮架上的万向轮。移动基架包括上板、处在上板下方的底板及连接上板与底板的立架，上板一侧通过铰轴与立架铰接，上板上设有条形孔，台板气缸设置在上板上，底板上设有变角气缸，变角气缸的活塞杆上设有水平布置的滑轴，铰轴轴线与滑轴轴线平行，铰轴轴线垂直于检测仪本体在滑轨上的滑动方向，滑轴伸入条形孔中且与条形孔滑动配合，滑轴的可滑动方向垂直于滑轴轴线。

进一步地，所述检测探头包括探头固定块，探头固定块上设有横滑杆，检测仪本体上设有横滑孔，横滑杆一端连接探头固定块，另一端与横滑孔滑动配合，横滑杆的滑动方向平行于检测仪本体在滑轨上的滑动方向，探头固定块与检测仪本体之间设有若干自适应弹簧，自适应弹簧一端连接探头固定块，另一端连接检测仪本体。

进一步地，所述调节台板上设有高压储气罐，高压储气罐上设有供气口及出气管，供气口上设有供气单向阀，供气单向阀的可通过方向为由外界至高压储气罐内，出气管通过输气软管连通至一喷气嘴，出气管上设有出气通断阀，调节台板上设有卡座，喷气嘴与卡座卡接。

进一步地，所述调节台板上设有高压储气罐，高压储气罐上设有供气口及出气管，供气口上设有供气单向阀，供气单向阀的可通过方向为由外界至高压储气罐内，检测仪本体上设有气嘴支架，气嘴支架上设有喷气方向对着检测探头的喷气嘴，出气管通过输气软管连通至喷气嘴，出气管上设有出气通断阀。

进一步地，所述移动基架上设有至少一个刹止件，刹止件包括摩擦压块、竖直布置的刹杆及设置在刹杆上端的把手，刹杆与移动基架螺纹配合，每个刹止件均对应一个万向轮结构，在对应的刹止件与万向轮结构中：轮架上设有用于让刹杆穿过的通孔，刹杆下端穿过通孔，摩擦压块固定在刹杆下端，摩擦压块处在万向轮上方。

进一步地，所述移动基架上设有收纳架，收纳架上设有至少一个收储槽。

一种利用上述装置进行超声相控阵检测的方法，该方法包括以下步骤：

(1)推动移动基架至检测位置附近，利用台板气缸带动调节台板、检测仪本体、检测探头等一起升降至合适位置，然后再利用平移气缸让检测仪本体、检测探头一起移动，使检测探头靠近检测面并达到合适距离。在XYZ三维直角坐标系中：竖向调节通过台板气缸实现，水平调节通过平移气缸实现，剩下一个水平方向的调节可以直接通过推动移动基架来实现。

(2)用与高压储气罐连通的喷气嘴对检测探头上沾有的油污、杂质和灰尘，或是检测面上有油污、杂质和灰尘进行检测前的清理工作。

(3)检测时，先在检测探头和检测面之间涂一层耦合剂，然后进行超声检测。

当本体与检测探头分离时，可以手持或利用其它机构如扫查器来带动检测探头改变位置进行检测。

当不方便手持时，可以让检测仪本体与检测探头不分离连接在一起进行检测，此时，当需要进行变角度进行检测时，可以利用变角气缸的活塞杆的升降，带动滑轴上下移动，从而带动整个上板沿铰接点转动，也即带动了检测探头转动，从而可实现检测探头的角度变化。

本发明的有益效果是：本发明将检测仪本体和检测探头固定在移动基架上，实现了检测装置整体的移动；且灵活设置检测仪本体和检测探头的结合方式，使得可供检测的方式更多；通过变角气缸活塞杆的升降可以带动调节台板上检测仪本体和检测探头转动，从而实现检测探头检测角度的变化；并且在调节台板上设有与高压储气罐连通的喷气嘴，其通过喷气可实现超声检测工作前对检测探头和检测面上的脏物的清理。整个结构设计合理，移动便捷，能有效进行超声检测，使用时无需操作者进行手持，调节能力强，可有效降低操作强度，提高检测的效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明刹止件处的结构示意图；

图3是图1中A处的放大图；

图4是本发明实施例2的结构示意图；

图5是本发明实施例3的结构示意图；

图6是本发明实施例4的结构示意图；

图7是图6中B处的放大图。

图中：检测仪本体1、检测探头2、探头固定块21、横滑杆211、自适应弹簧212、移动基架3、上板3a、底板3b、立架3c、铰轴3d、条形孔3e、移动轮结构31、轮架311、万向轮312、变角气缸32、滑轴321、调节台板4、平移气缸41、台板气缸5、刹止件6、摩擦压块6a、刹杆6b、高压储气罐7、出气管71、喷气嘴72、卡座73a、气嘴支架73b、收纳架8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1至图3所示的实施例中，一种可移动的超声相控阵检测装置，包括检测仪本体1及设置在检测仪本体1上的检测探头2，还包括移动基架3，移动基架3上方设有调节台板4，移动基架3上设有至少一个用于带动调节上下移动的台板气缸5，调节台板4上设有水平布置的滑轨，检测仪本体1与滑轨滑动配合，调节台板4上设有用于带动检测仪本体1沿滑轨往复滑动的平移气缸41，移动基架3底部设有若干移动轮结构31，移动轮结构包括轮架311及设置在轮架上的万向轮312。超声相控阵检测仪的控制器、显示屏等集成在检测仪本体1上，检测探头2通过信号线或数据线与控制器(如单片机)连接，这属于现有技术中的常规选择，在此不予赘述。

平时，移动本发明装置时，操作者只需推动移动基架3，即可实现整体的移动。当需要对设备、工件等进行检测时，可以先推动移动基架3至检测位置附近，利用台板气缸5带动调节台板4、检测仪本体1、检测探头2等一起升降至合适位置，然后再利用平移气缸41让检测仪本体1、检测探头2一起移动，使检测探头2靠近检测面并达到合适距离(在进行无损检测时，有检测探头不接触试件的检测形式，也有检测探头直接接触试件的检测形式，即接触法检测，使用接触法检测时，可以在检测探头2和检测面之间涂一层耦合剂，以改善检测探头2与检测面之间声波的传导)，然后即可进行超声检测。需要强调的是，在XYZ三维直角坐标系中：竖向调节通过台板气缸5实现，水平调节只需要调节一个方向(通过平移气缸41实现)，剩下一个水平方向的调节可以直接通过推动移动基架3来实现。检测仪本体1与检测探头2可拆卸连接，即，检测仪本体1与检测探头2不是固定的，是可以分开的，也可以装配在一起。上述情况可根据需求进行选择。检测仪本体1与检测探头2分离时(不论分离与否，本体与检测探头是通过信号线连接的)，可以手持或利用其它机构来带动检测探头2改变位置，从而进行检测，此时，移动基架3及其上的结构主要作为运输装置来进行使用。当不方便手持时，可以让检测仪本体1与检测探头2连接在一起，并利用本发明来进行整体调节。

所述移动基架包括上板3a、处在上板3a下方的底板3b及连接上板3a与底板3b的立架3c，上板3a一侧通过铰轴3d与立架3c铰接，上板3a上设有条形孔3e，台板气缸5设置在上板3a上，底板3b上设有变角气缸32，变角气缸32的活塞杆上设有水平布置的滑轴321，铰轴3d轴线与滑轴321轴线平行，铰轴3d轴线垂直于检测仪本体1在滑轨上的滑动方向，滑轴321伸入条形孔3e中且与条形孔3e滑动配合，滑轴321的可滑动方向垂直于滑轴321轴线，条形孔3e的孔深方向垂直于条形孔3e的长度方向，条形孔3e的长度方向垂直于铰轴3d轴线。底板3b为水平布置的矩形板，移动轮结构31数目为四个，四个移动轮结构31分别设置在底板3b底面四角处(移动轮结构31数目可根据需求自动选择，通常三个或四个比较合理)。利用变角气缸32的活塞杆的升降，可以带动滑轴321上下移动，从而可以带动整个上板3a沿铰接点转动，也即带动了检测探头2转动，从而可实现检测探头2的角度变化，检测适应性更强，检测效果更佳。

所述移动基架3上设有至少一个刹止件6，刹止件6包括摩擦压块6a、竖直布置的刹杆6b及设置在刹杆6b上端的把手，刹杆6b与移动基架3螺纹配合，每个刹止件6均对应一个万向轮312，一个万向轮312最多只对应一个刹止件6，在对应的刹止件6与万向轮312中：轮架311上设有用于让刹杆6b穿过的通孔，刹杆6b下端穿过通孔，摩擦压块6a固定在刹杆6b下端，摩擦压块6a处在万向轮312上方。当移动基架3移动到位后，可以利用把手旋动刹杆6b，带动摩擦压块6a下移压住对应的万向轮312，实现移动基架3的刹止和防滑动。理论上来说，一个刹止件6就能实现移动基架3的刹止了，但在实际中，若万向轮312与地面的接触面积有限、万向轮312与地面间的摩擦力不够大，则也可选择采用多个刹止件6。

所述移动基架3上设有收纳架8，收纳架8上设有至少一个收储槽。检测探头2、检测楔块等零部件经常需要更换，且检测过程中，还有辅助工具如螺丝刀、耦合剂等需要携带，收纳架8上可用于放置这些物品，若物品体积较小，容易掉落，也可以置于收储槽中，从而进一步提高了本发明的运输及携带效果。

实施例2：本实施例的基本结构及实施方式同实施例1，其不同之处在于，如图4中所示，所述调节台板4上设有高压储气罐7，高压储气罐7上设有供气口及出气管71，供气口上设有供气单向阀，供气单向阀的可通过方向为由外界至高压储气罐7内，出气管71通过输气软管连通至一喷气嘴72，出气管71上设有出气通断阀，调节台板4上设有卡座73a，喷气嘴72与卡座73a卡接。高压储气罐7中储存高压气体(可通过供气单向阀向进气罐内补气)，当检测探头2上沾有油污、杂质，或是检测面上有油污、杂质时，可以取下喷气嘴72，并利用喷气嘴72来进行喷气清理，以减少干扰因素，提高检测结果准确性。

实施例3：本实施例的基本结构及实施方式同实施例1，其不同之处在于，如图5中所示，所述调节台板上设有高压储气罐7，高压储气罐7上设有供气口及出气管71，供气口上设有供气单向阀，供气单向阀的可通过方向为由外界至高压储气罐内，本体上设有气嘴支架73b，气嘴支架73b上设有喷气方向对着检测探头2的喷气嘴72，出气管71通过输气软管连通至喷气嘴72，出气管71上设有出气通断阀。高压储气罐7中储存高压气体(可通过供气单向阀向进气罐内补气)，当检测探头2上沾有油污、杂质时，可以利用喷气嘴72来进行喷气清理，以减少干扰因素，提高检测结果准确性。此外，可以将控制平移气缸41的活塞杆伸出的按钮与控制出气通断阀的按钮集成在一个按钮上，如此，每当检测前(即调节检测探头2靠近检测面时)，都可对检测探头2进行自动清理。

实施例4：本实施例的基本结构及实施方式同实施例1或3，其不同之处在于，如图6至图7中所示，所述检测探头2包括探头固定块21，探头固定块21上设有横滑杆211，检测仪本体1上设有横滑孔，横滑杆211一端连接探头固定块21，另一端与横滑孔滑动配合，横滑杆211的滑动方向平行于检测仪本体1在滑轨上的滑动方向，探头固定块21与检测仪本体1之间设有若干自适应弹簧212，自适应弹簧212一端连接探头固定块21，另一端连接检测仪本体1。当进行接触法检测时，若操作者不小心让平移气缸41的水平移动距离过多，待检测探头2压到检测面上后，可以压缩自适应弹簧212，以避免检测探头2被压损的情况的出现，从而可有效对检测探头2进行保护。

Claims (4)

1.一种可移动的超声相控阵检测装置，包括检测仪本体及设置在检测仪本体上的检测探头，其特征是，还包括移动基架，移动基架上方设有调节台板，移动基架上设有至少一个用于带动调节台板上下移动的台板气缸，调节台板上设有水平布置的滑轨，检测仪本体与滑轨滑动配合，调节台板上设有用于带动检测仪本体沿滑轨往复滑动的平移气缸，移动基架底部设有若干移动轮结构，移动轮结构包括轮架及设置在轮架上的万向轮；移动基架包括上板、处在上板下方的底板及连接上板与底板的立架，上板一侧通过铰轴与立架铰接，上板上设有条形孔，台板气缸设置在上板上，底板上设有变角气缸，变角气缸的活塞杆上设有水平布置的滑轴，铰轴轴线与滑轴轴线平行，铰轴轴线垂直于检测仪本体在滑轨上的滑动方向，滑轴伸入条形孔中且与条形孔滑动配合，滑轴的可滑动方向垂直于滑轴轴线；

所述检测探头包括探头固定块，探头固定块上设有横滑杆，检测仪本体上设有横滑孔，横滑杆一端连接探头固定块，另一端与横滑孔滑动配合，横滑杆的滑动方向平行于检测仪本体在滑轨上的滑动方向，探头固定块与检测仪本体之间设有若干自适应弹簧，自适应弹簧一端连接探头固定块，另一端连接检测仪本体；

所述移动基架上设有至少一个刹止件，刹止件包括摩擦压块、竖直布置的刹杆及设置在刹杆上端的把手，刹杆与移动基架螺纹配合，每个刹止件均对应一个万向轮结构，在对应的刹止件与万向轮结构中：轮架上设有用于让刹杆穿过的通孔，刹杆下端穿过通孔，摩擦压块固定在刹杆下端，摩擦压块处在万向轮上方；

所述移动基架上设有收纳架，收纳架上设有至少一个收储槽。

2.根据权利要求1所述的一种可移动的超声相控阵检测装置，其特征是，所述调节台板上设有高压储气罐，高压储气罐上设有供气口及出气管，供气口上设有供气单向阀，供气单向阀的可通过方向为由外界至高压储气罐内，出气管通过输气软管连通至一喷气嘴，出气管上设有出气通断阀，调节台板上设有卡座，喷气嘴与卡座卡接。

3.根据权利要求1所述的一种可移动的超声相控阵检测装置，其特征是，所述调节台板上设有高压储气罐，高压储气罐上设有供气口及出气管，供气口上设有供气单向阀，供气单向阀的可通过方向为由外界至高压储气罐内，检测仪本体上设有气嘴支架，气嘴支架上设有喷气方向对着检测探头的喷气嘴，出气管通过输气软管连通至喷气嘴，出气管上设有出气通断阀。

4.一种利用权利要求1所述的装置进行超声相控阵检测的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

推动移动基架至检测位置附近，利用台板气缸带动调节台板、检测仪本体、检测探头等一起升降至合适位置，然后再利用平移气缸让检测仪本体、检测探头一起移动，使检测探头靠近检测面并达到合适距离；在XYZ三维直角坐标系中：竖向调节通过台板气缸实现，水平调节通过平移气缸实现，剩下一个水平方向的调节可以直接通过推动移动基架来实现；

用与高压储气罐连通的喷气嘴对检测探头上沾有的油污、杂质和灰尘，或是检测面上有油污、杂质和灰尘进行检测前的清理工作；

（3）检测时，先在检测探头和检测面之间涂一层耦合剂，然后进行超声检测；

当本体与检测探头分离时，可以手持或利用其它机构如扫查器来带动检测探头改变位置进行检测；

当不方便手持时，可以让检测仪本体与检测探头不分离连接在一起进行检测，此时，当需要进行变角度进行检测时，可以利用变角气缸的活塞杆的升降，带动滑轴上下移动，从而带动整个上板沿铰接点转动，也即带动了检测探头转动，从而可实现检测探头的角度变化。

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