CN107356674A - 一种建筑钢结构超声检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑钢结构超声检测装置，包括激发系统和超声接收系统，所述激发系统包括高能脉冲激光器、球面透镜，所述高能脉冲激光器用以在被检测的建筑钢结构上产生高热量，从而产生脉冲信号，高能脉冲激光器产生的激光束通过球面透镜聚焦到建筑钢结构的表面，形成点源；所述超声接收系统包括光学干涉仪、光电探测器、信号放大处理电路，当检测激光照射到建筑钢结构表面时，超声振动会对它的反射光进行调制，使超声振动信息转变为光信息，所述光学干涉仪用于测量细微的光程或光频率变化，它把光信号携带的超声振动信息解调出来，光电探测器由光电二极管构成的，它的作用是将光信号中的超声信号转变成电信号。

Description

一种建筑钢结构超声检测装置
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种建筑钢结构超声检测装置。
背景技术
无损检测（Nondestructive Testing，NDT）是一门涉及多学科的综合性应用技术，它以不损害被检测对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。无损检测技术是现代工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反应了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到世界范围内广泛公认。
作为五大常规无损检测方法之一的超声检测技术（UT），目前已被广泛地应用于现代工业领域和高科技产业之中，诸如材料工业、机械工业、石油化工、水文地质和宇航、能源等领域，并在金属探伤、距离测量、厚度测量、海洋探查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的作用。超声波的波长比一般声波短，具有较好的方向性，且能穿透透明和不透明的物质。与其它常规检测技术相比，超声检测技术具有检测范围广，检测深度大；缺陷定位准确，灵敏度高；成本低，使用方便；速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。因此超声检测技术（UT）在五大常规检测技术中占据重要的地位，是国内外应用最广泛、使用频率最高，且发展较快的一种无损检测技术。
传统的超声技术多采用接触式换能器，为保证有高的灵敏度和可靠性，通常还应使用各种超声耦合剂，这种方法的最大优点是检测灵敏度高，设备简单、便宜，因而使用得最广泛。然而当温度升高时，大多数耦合剂将汽化，失去粘性并产生化学变化，从而使得超声检测变得十分困难。目前绝大多数耦合剂的使用温度都 100℃以下，常用的超声换能介质 PZT。其工作温度一般不能高于 300℃，即使换成其它高温材料，工作温度也很难超过700℃。对于像钢铁制造这样的行业，工作温度常在 1000℃以上，因此传统的超声检测法无法实现在线检测。目前的建筑钢结构在检测过程中，无法及时有效地对其内部结构进行检测，检测不方便。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种建筑钢结构超声检测装置。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种建筑钢结构超声检测装置，该检测装置包括激发系统和超声接收系统，所述激发系统包括高能脉冲激光器、球面透镜，所述高能脉冲激光器用以在被检测的建筑钢结构上产生高热量，从而产生脉冲信号，高能脉冲激光器产生的激光束通过球面透镜聚焦到建筑钢结构的表面，形成点源；所述超声接收系统包括光学干涉仪、光电探测器、信号放大处理电路，当检测激光照射到建筑钢结构表面时，超声振动会对它的反射光进行调制，使超声振动信息转变为光信息，所述光学干涉仪用于测量细微的光程或光频率变化，它把光信号携带的超声振动信息解调出来，光电探测器由光电二极管构成的，它的作用是将光信号中的超声信号转变成电信号。
进一步地，该检测装置安装在支撑装置上，所述支撑装置包括第一支撑底板、第二支撑底板，在所述第一支撑底板的下方固定安装有第一支撑T型座，在所述第二支撑底板的下方固定安装有第二支撑T型座，并在所述第一T型座的下端安装有第一移动轮，在所述第二T型座的下方安装有第二移动轮，所述第一移动轮和第二移动轮的结构相同，所述第一移动轮和第二移动轮均为万向轮，且均具有自锁结构。
进一步地，在所述第一支撑底板的上端安装有第一伸缩器，在所述第二支撑底板的上端安装有第二伸缩器，在所述第一伸缩器和第二伸缩器的上端安装有支撑板体。所述第一伸缩器和第二伸缩器均为单杆双作用式液压缸，且通过同步液压系统进行控制的。在所述第一伸缩器的侧端与支撑板体的下端安装有两根第一加强杆，在所述第二伸缩器的侧端与支撑板体的下端安装有两根第二加强杆，且所述第一加强杆和第二加强杆均为斜向杆。
进一步地，所述高能脉冲激光器通过第一支撑立柱和第二支撑立柱安装在所述支撑板体上，所述球面透镜的底端通过第三支撑立柱安装在所述支撑板体上。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明在使用时，超声信号是由激光器发产生，无需耦合剂，避免了传统超声检测中由于耦合剂带来的干扰和污染，从而实现非接触检测；超声信号可通过光学方法检测， 从而能够实现非接触产生和非接触检测，使其更为有利于高温高压、强辐射、强震等恶劣条件下的检测；激光超声的激发和检测均在瞬间完成，能够实现快速、实时检测，具有较强的抗干扰能力；激光超声能够激励出纵波、横波以及表面波，可以用于建筑钢结构内部和表面激光超声缺陷的探测，且精度较高；探测激光束可被聚焦成非常小的点，即使是常用的激光系统，也能实现微米量级的空间分辨率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1和图2，所述的一种建筑钢结构超声检测装置，该检测装置包括激发系统和超声接收系统，所述激发系统包括高能脉冲激光器12、球面透镜13，所述高能脉冲激光器12用以在被检测的建筑钢结构14上产生高热量，从而产生脉冲信号，高能脉冲激光器12产生的激光束通过球面透镜13聚焦到建筑钢结构14的表面，形成点源；所述超声接收系统包括光学干涉仪15、光电探测器16、信号放大处理电路17，当检测激光照射到建筑钢结构14表面时，超声振动会对它的反射光进行调制，使超声振动信息转变为光信息，所述光学干涉仪15用于测量细微的光程或光频率变化，它把光信号携带的超声振动信息解调出来，光电探测器16由光电二极管构成的，它的作用是将光信号中的超声信号转变成电信号。
请参阅图1，该检测装置安装在支撑装置上，所述支撑装置包括第一支撑底板1、第二支撑底板2，在所述第一支撑底板1的下方固定安装有第一支撑T型座3，在所述第二支撑底板2的下方固定安装有第二支撑T型座4，并在所述第一T型座3的下端安装有第一移动轮5，在所述第二T型座4的下方安装有第二移动轮6，所述第一移动轮5和第二移动轮6的结构相同，所述第一移动轮5和第二移动轮6均为万向轮，且均具有自锁结构。
请参阅图1，在所述第一支撑底板1的上端安装有第一伸缩器7，在所述第二支撑底板2的上端安装有第二伸缩器8，在所述第一伸缩器7和第二伸缩器8的上端安装有支撑板体9。所述第一伸缩器7和第二伸缩器8均为单杆双作用式液压缸，且通过同步液压系统进行控制的。在所述第一伸缩器7的侧端与支撑板体9的下端安装有两根第一加强杆10，在所述第二伸缩器8的侧端与支撑板体9的下端安装有两根第二加强杆11，且所述第一加强杆10和第二加强杆11均为斜向杆。
请参阅图1，所述高能脉冲激光器12通过第一支撑立柱18和第二支撑立柱19安装在所述支撑板体9上，所述球面透镜13的底端通过第三支撑立柱20安装在所述支撑板体9上。
本发明在使用时，超声信号是由激光器发产生，无需耦合剂，避免了传统超声检测中由于耦合剂带来的干扰和污染，从而实现非接触检测；超声信号可通过光学方法检测，从而能够实现非接触产生和非接触检测，使其更为有利于高温高压、强辐射、强震等恶劣条件下的检测；激光超声的激发和检测均在瞬间完成，能够实现快速、实时检测，具有较强的抗干扰能力；激光超声能够激励出纵波、横波以及表面波，可以用于建筑钢结构内部和表面激光超声缺陷的探测，且精度较高；探测激光束可被聚焦成非常小的点，即使是常用的激光系统，也能实现微米量级的空间分辨率。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：该检测装置包括激发系统和超声接收系统，所述激发系统包括高能脉冲激光器（12）、球面透镜（13），所述高能脉冲激光器（12）用以在被检测的建筑钢结构（14）上产生高热量，从而产生脉冲信号，高能脉冲激光器（12）产生的激光束通过球面透镜（13）聚焦到建筑钢结构（14）的表面，形成点源；所述超声接收系统包括光学干涉仪（15）、光电探测器（16）、信号放大处理电路（17），当检测激光照射到建筑钢结构（14）表面时，超声振动会对它的反射光进行调制，使超声振动信息转变为光信息，所述光学干涉仪（15）用于测量细微的光程或光频率变化，它把光信号携带的超声振动信息解调出来，光电探测器（16）由光电二极管构成的，它的作用是将光信号中的超声信号转变成电信号。
2.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：该检测装置安装在支撑装置上，所述支撑装置包括第一支撑底板（1）、第二支撑底板（2），在所述第一支撑底板（1）的下方固定安装有第一支撑T型座（3），在所述第二支撑底板（2）的下方固定安装有第二支撑T型座（4），并在所述第一T型座（3）的下端安装有第一移动轮（5），在所述第二T型座（4）的下方安装有第二移动轮（6）。
3.根据权利要求2所述的一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：在所述第一支撑底板（1）的上端安装有第一伸缩器（7），在所述第二支撑底板（2）的上端安装有第二伸缩器（8），在所述第一伸缩器（7）和第二伸缩器（8）的上端安装有支撑板体（9）。
4.根据权利要求3所述的一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：所述第一移动轮（5）和第二移动轮（6）的结构相同，所述第一移动轮（5）和第二移动轮（6）均为万向轮，且均具有自锁结构。
5.根据权利要求4所述的一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：所述第一伸缩器（7）和第二伸缩器（8）均为单杆双作用式液压缸，且通过同步液压系统进行控制的。
6.根据权利要求5所述的一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：在所述第一伸缩器（7）的侧端与支撑板体（9）的下端安装有两根第一加强杆（10），在所述第二伸缩器（8）的侧端与支撑板体（9）的下端安装有两根第二加强杆（11），且所述第一加强杆（10）和第二加强杆（11）均为斜向杆。
7.根据权利要求6所述的一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：所述高能脉冲激光器（12）通过第一支撑立柱（18）和第二支撑立柱（19）安装在所述支撑板体（9）上。
8.根据权利要求7所述的一种建筑钢结构超声检测装置，其特征在于：所述球面透镜（13）的底端通过第三支撑立柱（20）安装在所述支撑板体（9）上。
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