CN108132302A - 不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，包括恒温加热器、保护罩、多频超声发射端、超声强度检测端、两端夹紧装置、垂直超声发射端和球凹面超声反射端，保护罩固定在恒温加热器上，球凹面超声反射端通过固定螺母，固定在恒温加热器的中心，多频超声发射端设于恒温加热器的左上方，垂直方向在球凹面超声反射端的上方，超声强度检测端设于恒温加热器的右上方，水平方向上与多频超声发射端同轴，垂直超声发射端设于球凹面超声反射端的正上方，在垂直方向上同轴，在水平方向上高于多频超声发射端和超声强度检测端。本发明可获得在其他条件相同的情况下超声波在穿透不同状态的合金后强弱的对比。

Description

不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置
技术领域
本发明属于超声波强度检测领域，具体涉及一种不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置。
背景技术
现有的超声检测都是关于超声无损检测。超声无损检测始于20世纪30年代，随着近20年来超声检测仪器及换能器在灵敏度、分辨力等主要性能上取得了突破性进展，超声检测发展成为了一个有效而可靠的无损检测手段，得到了广泛的工业应用。
超声检测一般通过超声换能器向试件内部激发超声波，因材料内部质量或者结合界面的变化，会使得超声波的透射、反射特性发生改变，例如，遇到分层缺陷时超声波的反射能量较大而透射能量低，通过对透射、反射的超声波信号采集与处理，并结合换能器与被测工件的位置信息可以给出缺陷的类型、大小、深度等信息。
在工业科技领域中，由于具有不对检测对象产生任何损伤、可进行非接触测量、适应环境能力强、操作使用方便、对人体和使用环境无损害和污染等独特优势，超声检测技术得到迅猛发展成为控制产品质量、保证在役设备安全使用和运行的必不可少的手段。
随着近十几年计算机技术、信号分析技术、电子技术、机电一体化等技术的高速发展，超声检测技术向着数字化、图像化、智能化和自动化方向发展，已经成为应用最广泛、快速发展的一种无损检测技术。超声无损检测技术的广泛应用和计算机技术的飞速发展，对超声检测技术提出了一些新的要求，要求把可检性预测和检测工艺设计应用于早期的结构设计，以减短设计周期，降低成本，提高了缺陷的检测准确性和损伤评估水平；理论研究方面，超声换能系统的理论模型研究正发展为一个方兴未艾的科学分支，计算机性能的提高，这些都使如何选择合适的模型进行超声无损检测的模拟仿真和可视化研究称为必要和可能。基于此，本发明运用超声检测的原理，提供了一种不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置。
发明内容
针对超声内加工的需要，本发明提供了一种不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，用于实现在保证不同的温度下检测超声波穿透不同状态、不同结构的物体之后超声波强度的功能。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，包括恒温加热器、保护罩、多频超声发射端、超声强度检测端、两端夹紧装置、垂直超声发射端和球凹面超声反射端，所述保护罩固定在恒温加热器上，所述球凹面超声反射端通过固定螺母，固定在恒温加热器的中心，所述多频超声发射端设于恒温加热器的左上方，垂直方向在球凹面超声反射端的上方，所述超声强度检测端设于恒温加热器的右上方，水平方向上与多频超声发射端同轴，所述垂直超声发射端设于球凹面超声反射端的正上方，在垂直方向上同轴，在水平方向上高于多频超声发射端和超声强度检测端。
所述的恒温加热器能够控制在10℃～350℃中所需的任何温度。
所述的保护罩为双层耐高温透明隔音材料，设于恒温加热器上表面。
所述的多频超声发射端设于恒温加热器的左上方，能够发射不同频率和功率的超声波。
所述的超声强度检测端设于恒温加热器的左上方，能够检测并读出超声波的频率与强度。
所述的球凹面超声反射端固定于恒温加热器的中心，超声驻波反射面为球凹面形状，能够提高超声悬浮能力。
所述的垂直超声发射端设于球凹面超声反射端正上方，超声驻波发射面为球凹面形状，能够提高超声悬浮能力。
所述的两端夹紧装置位于恒温加热器中心的正上方，能够夹紧圆柱体或长方体低熔点合金。
所述的低熔点合金的熔点在60～80℃区间。
所述的两端夹紧装置设于多频超声发射端和超声强度检测端的中间。
本发明基于在不同的温度下低熔点合金从固态到固液共存态超声波穿透合金后的超声强度对比，从而得出在其他条件相同的情况下超声波在穿透不同状态的合金后强弱的对比。
附图说明
图1是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图。
图2是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包括垂直超声发射端)。
图3是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包括垂直球凹面超声反射端)。
图4是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包括多频超声发射端)。
图5是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包括超声检测端)。
图6是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包括恒温加热器)。
图7是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包括保护罩)。
图8是本发明实施例1的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构俯视图。
图9是本发明实施例2的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图。
图10是本发明实施例2的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包括低熔点合金)。
图11是本发明实施例2的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构示意图(不包定位夹紧装置)。
图12是本发明实施例2的实现不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置的结构俯视图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，包括恒温加热器1、保护罩2、多频超声发射端3、低熔点合金4、垂直超声发射端5、超声强度检测端6、固定螺母7、球凹面超声反射端8。球凹面超声反射端8通过固定螺母7，固定在恒温加热器1的中心。多频超声发射端3设于恒温加热器1的左上方，垂直方向在球凹面超声反射端8的上方。超声强度检测端6设于恒温加热器1的右上方，水平方向上与多频超声发射端3同轴。球凹面超声发射端5设于球凹面超声反射端8的正上方，在垂直方向上同轴，在水平方向上高于多频超声发射端3和超声强度检测端6。保护罩2固定设于恒温加热器1上，其他的部件都在保护罩2的里面。装置中的垂直超声发射端5和球凹面超声反射端8，有一定的聚焦作用能够提高驻波悬浮能力。在检测体积微小的低熔点合金4在温度变化时，超声波穿透低熔点合金4后超声波的强度变化，由于普通的机械手的夹紧低熔点合金4的方法检测会造成检测的结果有误差，因为普通的机械手有特有的结构造型，会造成超声波在传播过程中的折射和反射，直接影响到检测超声波的结果。所以采用超声驻波悬浮的方式对低熔点合金4定位，没有了普通机械手的干扰能够使检测到的超声强度更加可信，更加有说服力。恒温加热器1能够提供10℃～350℃中所需的任何温度，并保持所设定的温度。低熔点合金4的熔点在60～80℃区间内，每一种特定的低熔点合金4的熔点温度非常稳定。多频超声发射端3能够发射不同频率和功率的超声波，在同一实验状态下能够进行不同频率和功率的检测实验。超声强度检测端6能够灵敏的检测超声的强度，并且读出数据。本实施例的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，不仅能检测在不同温度下超声波穿透低熔点合金后的强度变化，而且能够检测在温度不变的情况下低熔点合金内部结构的变化从而引起超声波穿透之后强度的变化。
所述保护罩固定在恒温加热器上，所述球凹面超声反射端通过固定螺母，固定在恒温加热器的中心，所述多频超声发射端设于恒温加热器的左上方，垂直方向在球凹面超声反射端的上方，所述超声强度检测端设于恒温加热器的右上方，水平方向上与多频超声发射端同轴，所述垂直超声发射端设于球凹面超声反射端的正上方，在垂直方向上同轴，在水平方向上高于多频超声发射端和超声强度检测端。
所述的恒温加热器能够精确地控制在10℃～350℃中所需的任何温度。
所述的保护罩为双层耐高温透明隔音材料，设于恒温加热器上表面。保护罩能够使整个检测装置保持恒定温度，最大程度的减少外部环境的影响。
所述的多频超声发射端设于恒温加热器的左上方，能够发射不同频率和功率的超声波。
所述的超声强度检测端设于恒温加热器的左上方，能够检测并读出超声波的频率与强度。
所述的球凹面超声反射端固定于恒温加热器的中心，超声驻波反射面为球凹面形状，能够提高超声悬浮能力。
所述的垂直超声发射端设于球凹面超声反射端正上方，超声驻波发射面为球凹面形状，能够提高超声悬浮能力。
所述的两端夹紧装置位于恒温加热器中心的正上方，能够夹紧圆柱体或长方体低熔点合金。所述的低熔点合金的熔点在60～80℃区间。所述的两端夹紧装置设于多频超声发射端和超声强度检测端的中间，分别位于上下两个位置。
实施例2：
如图9所示，本实施例的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，包括恒温加热器1、保护罩2、多频超声发射端3、低熔点合金4、超声强度检测端6、两端夹紧装置9。两端夹紧装置9设于恒温加热器1中心的正上方，在垂直方向一上一下同轴安装。多频超声发射端3设于恒温加热器1的左上方，超声强度检测端6设于恒温加热器1的右上方，水平方向上与多频超声发射端3同轴。保护罩2固定设于恒温加热器1上，其他的部件都在保护罩2的里面。低熔点合金4如果是圆柱体或者是长方体，就可以用两端夹紧装置进行定位和夹紧，在对其在不同的温度下的超声强度检测。具体检测方式与实施例1相同。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1、装置使用恒温加热器，可以使装置在检测超声波强度的整个工作环境温度维持在某一特定的温度，满足检测对低熔点合金各种状态的要求；
2、装置的外侧有一个透明的保护罩，采用双层耐高温并且具有良好保温性的材料制成。双层透明耐高温材料既有良好的保温性又能隔绝外界环境的温度与声波干扰；
3、整个检测装置因为有两种夹持低熔点合金的方法，通过两端夹紧装置可以对平板型或者体积较大的低熔点合金进行定位和夹紧，通过球形凹面的超声驻波发射端和球形凹面的超声驻波反射端能够通过超声驻波使体积很小的低熔点合金的微粒悬浮在驻波节点的位置进行超声波穿透检测；
4、多频超声发射端能够发出不同频率和功率的超声波，能够对低熔点合金进行高低频等多种测试；
5、可以只改变低熔点合金内部的结构，其他检测条件相同的情况下对比超声波的强度，从而得出相对应的关系和规律。
本发明基于在不同的温度下低熔点合金从固态到固液共存态超声波穿透合金后的超声强度对比，从而得出在其他条件相同的情况下超声波在穿透不同状态的合金后强弱的对比。合金可以有不同的形状和大小的内外部结构、多频超声发射端可以发射不同频率的超声波，从而可以得到在温度和合金状态相同，只改变超声发射端的超声波频率或是只改变合金内部结构的情况下超声波在穿透合金后强弱的对比。

Claims (10)

1.不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：包括恒温加热器、保护罩、多频超声发射端、超声强度检测端、两端夹紧装置、垂直超声发射端和球凹面超声反射端，所述保护罩固定在恒温加热器上，所述球凹面超声反射端通过固定螺母，固定在恒温加热器的中心，所述多频超声发射端设于恒温加热器的左上方，垂直方向在球凹面超声反射端的上方，所述超声强度检测端设于恒温加热器的右上方，水平方向上与多频超声发射端同轴，所述垂直超声发射端设于球凹面超声反射端的正上方，在垂直方向上同轴，在水平方向上高于多频超声发射端和超声强度检测端。
2.根据权利要求1所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的恒温加热器能够控制在10℃～350℃中所需的任何温度。
3.根据权利要求1或2所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的保护罩为双层耐高温透明隔音材料，设于恒温加热器上表面。
4.根据权利要求1或2所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的多频超声发射端设于恒温加热器的左上方，能够发射不同频率和功率的超声波。
5.根据权利要求1或2所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的超声强度检测端设于恒温加热器的左上方，能够检测并读出超声波的频率与强度。
6.根据权利要求1所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的球凹面超声反射端固定于恒温加热器的中心，超声驻波反射面为球凹面形状，能够提高超声悬浮能力。
7.根据权利要求1所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的垂直超声发射端设于球凹面超声反射端正上方，超声驻波发射面为球凹面形状，能够提高超声悬浮能力。
8.根据权利要求1所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的两端夹紧装置位于恒温加热器中心的正上方，能够夹紧圆柱体或长方体低熔点合金。
9.根据权利要求8所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的低熔点合金的熔点在60～80℃区间。
10.根据权利要求8所述的不同温度下检测超声波穿透物体后强度变化的装置，其特征在于：所述的两端夹紧装置设于多频超声发射端和超声强度检测端的中间。
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