CN109682885A - 一种超声相控阵平板检测自动扫查装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声相控阵平板检测自动扫查装置，包括：用于固定安装于平板部件的滑动轨道；与滑动轨道可滑动配合的连杆支架；设置于连杆支架，用于安装探头的探头槽。本方案适用不同厚度材料，不同宽度检测区域的检测，适用大小不同的相控阵探头，可用于平直焊缝和平板材料部件指定部位的检测，适用于各种材料，如金属、陶瓷等的自动扫查，提高检测精度和效率。

Description

一种超声相控阵平板检测自动扫查装置

技术领域

本发明涉及超声检测技术领域，特别涉及一种超声相控阵平板检测自动扫查装置。

背景技术

超声波相控阵和常规超声波检测得原理相似，都是基于脉冲反射法的原理。超声相控阵相对常规超声波优点主要包括以下几个方面：

(1)相控阵采用S扫，即同时可以拥有许多角度的超声波，就相当于拥有多种角度的探头同时工作，所以相控阵无需锯齿扫查，只要沿着焊缝挪动探头即可，检测效率更高。适用于自动化生产，和批量生产。

(2)相控阵可以拥有聚焦功能，而常规超声波一般没有(除了聚焦探头外)，所以相控阵检测的灵敏度和分辨率都比常规超声检测高。

(3)相控阵检测可以同时拥有B扫、D扫、S扫和C扫描，可以通过建模，建立一个三维立体图形，缺陷显示非常直观，哪怕不懂NDT的人都能看明白，而常规超声波只能通过波形来分辨缺陷。

(4)超声相控阵可以检测复杂工件，比如可以检测涡轮叶片的叶根，常规超声波检测因为探头声束角度单一，存在很大的盲区，造成漏检。而相控阵可以快速，直观的检测。

(5)超声相控阵可对检测过程记录，实现了检测的追溯性，而常规超声只能靠人为判断波形对检测结果定论。

正因为超声相控阵技术的上述优势，它在无损检测工程中应用的越来越广泛。

超声相控阵检测时无需锯齿扫查，只需在距被检焊缝一定距离沿焊缝走向扫查一次即可完成对焊缝的全部检测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种超声相控阵平板检测自动扫查装置，有助于实现平板焊缝相控阵探头自动化扫查，提高检测精度和效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超声相控阵平板检测自动扫查装置，包括：

用于固定安装于平板部件的滑动轨道；

与所述滑动轨道可滑动配合的连杆支架；

设置于所述连杆支架，用于安装探头的探头槽。

优选地，所述滑动轨道包括滑轨，所述连杆支架包括与所述滑轨配合的第一滚轮；所述探头槽可滑动设置于所述连杆支架，且滑动方向垂直于所述滑轨。

优选地，所述连杆支架包括：

垂直于所述滑轨的固定杆；

与所述固定杆可滑动配合的第一滑杆；

固定连接于所述第一滑杆的第一连杆，且所述第一连杆连接于所述探头槽。

优选地，所述连杆支架还包括：第二连杆和第三连杆；

所述第一滚轮设置于所述第二连杆，所述第三连杆固定安装于所述第二连杆，所述固定杆固定安装于所述第三连杆。

优选地，所述第二连杆的数量为平行的两根，所述第三连杆的数量为平行的两根，所述第三连杆垂直于所述第二连杆，所述固定杆垂直连接于两根所述第三连杆之间。

优选地，所述探头槽包括：

用于连接所述连杆支架的第二滑杆；

可滑动安装于所述第二滑杆的第四连杆；

连接于所述第四连杆、用于夹住所述探头的夹板；

设置于所述夹板、用于固定所述探头的第一固定销。

优选地，还包括：与所述滑动轨道可滑动配合的牵引装置，所述牵引装置连接于所述探头槽。

优选地，所述滑动轨道包括滑道，所述牵引装置具有同所述滑道配合的第二滚轮。

优选地，所述牵引装置包括牵引车和牵引杆，所述牵引车通过所述牵引杆连接于所述探头槽。

优选地，所述牵引杆和所述探头槽的夹板之间通过磁铁连接，且所述牵引装置还包括设置于所述磁铁和所述夹板之间的硅钢片。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置中，滑动轨道铺设于平板部件上，连杆支架带动用于夹持探头的探头槽沿滑动轨道滑动，实现了探头按照预设的轨迹在平板部件上移动，避免探头发生扫查偏差，以此提高检测的精度。此外，该装置还可以通过增加牵引装置，有助于提高检测的自动化程度，从而实现平板焊缝相控阵探头自动化扫查。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置的前视结构示意图，

其中，1为第一滚轮，2为支座，3为第一滑杆，4为第一连杆，5为探头，6为磁铁，7为第一固定销，8为夹板，9为第二固定销；

图2为本发明实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置的顶视结构示意图，

其中，10为第二连杆，11为第三连杆，12为固定杆，13为探头槽，14为牵引车，15为第二滚轮，16为滑轨，17为滑道，18为牵引杆；

图3为本发明实施例提供的探头槽的结构示意图，

其中，19为第二滑杆，20为第三固定销，21为夹板，22为第四连杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置，包括：

用于固定安装于平板部件的滑动轨道；

与滑动轨道可滑动配合的连杆支架；

设置于连杆支架，用于安装探头5的探头槽13。

滑动轨道固定安装于平板部件，且与平板部件上的待检部位为等距设置，确保探头槽13在连杆支架的带动下，保持恒定的定位距离沿着滑动轨道扫查平板部件。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置中，滑动轨道铺设于平板部件上，连杆支架带动用于夹持探头的探头槽13沿滑动轨道滑动，实现了探头按照预设的轨迹在平板部件上移动，有助于实现平板焊缝相控阵探头自动化扫查，避免探头发生扫查偏差，以此提高检测的精度和效率。

作为优选，滑动轨道包括滑轨16，连杆支架包括与滑轨16配合的第一滚轮1；通过滑轨16与第一滚轮1的配合，实现连杆支架在滑动轨道上滑动，起到导向限位的作用，确保由探头槽所夹持的探头5保持恒定的定位距离，沿着滑轨16扫查平板部件上的检测部位。探头槽可滑动设置于连杆支架，且滑动方向垂直于滑轨16，用于调整探头5与检测部位的定位距离，避免因定位距离不同需重新定位滑动轨道所带来的工作量，继而提高检测的效率。

具体地，连杆支架包括：垂直于滑轨16的固定杆12；与固定杆12可滑动配合的第一滑杆3，第一滑杆3用于调节探头5与检测部位的定位距离。固定连接于第一滑杆3的第一连杆4，且第一连杆4连接于探头槽13。第一连杆4刚性连接于第一滑杆3与探头槽13之间，防止探头槽13与连杆支架发生相对位移，确保扫查的稳定性。

为了进一步优化上述的技术方案，连杆支架还包括：第二连杆10和第三连杆11；第一滚轮1设置于第二连杆10，第三连杆11固定安装于第二连杆10，固定杆15固定安装于第三连杆11，保证连杆支架的连接强度，使得连杆支架在滑动时，相控阵探头无相对位移产生，确保检测结果的准确性。

在本实施例中，为了保证滑动的平稳性，滑动轨道设计为一对平行的相同滑轨。为了迎合上述的设计理念，连杆支架采用成双设计。本方案中的第二连杆10的数量为平行的两根，第三连杆11的数量为平行的两根，第三连杆11垂直于第二连杆10，固定杆12垂直连接于两根第三连杆11之间，以此提高连杆支架结构的可靠性。

优选地，探头槽13包括：用于连接连杆支架的第二滑杆19；可滑动安装于第二滑杆19的第四连杆22；连接于第四连杆22、用于夹住探头5的夹板21；设置于夹板21、用于固定探头5的第一固定销7。通过调整第四连杆22在第二滑杆19上的滑动量，实现控制夹板21的夹持宽度，以适应不同大小的探头5的夹持，最后再通过第一固定销7将探头5压紧于探头槽13上。本方案中的探头槽13的夹持宽度为可调节式，可以适用于大小不同的相控阵探头，大大提高探头槽13的适配性。

在本实施例中，本方案提供的装置还包括：与滑动轨道可滑动配合的牵引装置，牵引装置连接于探头槽13。牵引装置基于滑动轨道的导向，牵引探头槽13沿着滑动轨道扫查平板部件，实现超声波相控阵探头自动化扫查平板部件，从而提升本装置的自动化程度。

具体地，滑动轨道包括滑道17，牵引装置具有同滑道17配合的第二滚轮15。通过滑道17与第二滚轮15的滑动配合，引导牵引装置沿着滑动轨道移动，保持牵引装置与探头槽13同向移动，确保与探头槽13联动的连杆支架在滑动轨道内受力均匀，保证连杆支架滑动的可靠性。

优选地，牵引装置包括牵引车14和牵引杆18，牵引车14通过牵引杆18连接于探头槽13。采用牵引车14提供驱动动力，结构简单，而且牵引速度便于调节。牵引杆18与探头槽13为刚性连接，避免出现牵引松动，保证牵引的稳定性。

在本实施例中，牵引杆18和探头槽13的夹板21之间通过磁铁6连接，且牵引装置还包括设置于磁铁6和夹板21之间的硅钢片，避免磁铁对超声波相控阵探头检测的干扰。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

1、自动扫查装置主要由连杆支架、探头槽13、滑动轨道和牵引装置组成。

2、连杆支架由对称的两根第二连杆10、两根第三连杆11、4只第一滚轮1、一根固定杆12、一根第一连杆4、一根第一滑杆3组成。第一连杆4与第一滑杆3为永久连接，第一滑杆3通过在固定杆12上滑动用以调整探头与检测部位的距离，第二固定销9用以固定第一滑杆3；第一滚轮1在滑轨槽16内可自由滚动；第二连杆10与第三连杆11和固定杆12之间均为永久连接，确保连杆支架滚动时相控阵探头无相对位移产生，以保证检测结果的准确性。

3、探头槽13采用套管设计，适应不同大小的探头的固定，调整好后通过将四只第三固定销20锁死。夹板21用以将相控阵探头5夹住，通过第一固定销固7定。第一连杆4与第二滑杆19为永久连接。

4、滑动轨道由滑轨16、滑道17组成，四只第一滚轮1在滑轨16上方自由滚动，牵引车14的两只第二滚轮15在滑道17内自由滚动。

5、牵引装置由牵引车14、两只第二滚轮15、牵引杆18组成。牵引车14采用电机驱动，由电池供电，避免工作接线的麻烦；牵引车车轮采用摩擦系数较大的材料制作，尽量减少与材料接触的滑动；牵引车14可前进、后退，由车上的按钮控制；牵引车14的速度可调，可快可慢，由其控制探头的移动速度，由于目前相控阵检测尚未形成标准，可参照普通超声的检测标准，检测时探头移动速度不超过150mm/s；牵引杆18用于连接牵引车和探头槽13，牵引杆18与探头槽13为刚性连接，不可产生位移，本发明采用磁铁置于牵引杆18和探头槽13上，磁铁与夹板之间增加硅钢片，避免磁铁对超声波产生影响，亦可采取其他方式的刚性连接。此外，牵引车14电动机功率大于该装置移动之间产生的阻力。

6、滑轨、滚轮等可由高强度塑料一体成型，连杆、套管及探头槽、销钉等可由高强度钛合金制作。主要为使装置轻便、坚固耐用。

工作过程：

1、根据相控阵聚焦法则，计算探头前沿与所测部位的距离；

2、将自动扫查装置固定于相应位置，将探头固定在探头槽内，调整滑杆的位置，以满足1的要求；

3、开动牵引装置，调整电动机的转动速度，在不影响检测质量的情况下，尽量大一些，以提高检测速度；

4、实施检测；

5、检测完成。

本发明有益效果：

本发明设计了一种相控阵探头的自动扫查装置，

适用不同厚度材料，不同宽度检测区域的检测；

适用大小不同的相控阵探头；

可用于平直焊缝和平板材料部件指定部位的检测；

适用于各种材料，如金属、陶瓷等的自动扫查。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，包括：

用于固定安装于平板部件的滑动轨道；

与所述滑动轨道可滑动配合的连杆支架；

设置于所述连杆支架，用于安装探头(5)的探头槽(13)。

2.根据权利要求1所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述滑动轨道包括滑轨(16)，所述连杆支架包括与所述滑轨(16)配合的第一滚轮(1)；所述探头槽(13)可滑动设置于所述连杆支架，且滑动方向垂直于所述滑轨(16)。

3.根据权利要求2所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述连杆支架包括：

垂直于所述滑轨(16)的固定杆(12)；

与所述固定杆(12)可滑动配合的第一滑杆(3)；

固定连接于所述第一滑杆(3)的第一连杆(4)，且所述第一连杆(4)连接于所述探头槽(13)。

4.根据权利要求3所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述连杆支架还包括：第二连杆(10)和第三连杆(11)；

所述第一滚轮(1)设置于所述第二连杆(10)，所述第三连杆(11)固定安装于所述第二连杆(10)，所述固定杆(12)固定安装于所述第三连杆(11)。

5.根据权利要求4所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述第二连杆(10)的数量为平行的两根，所述第三连杆(11)的数量为平行的两根，所述第三连杆(11)垂直于所述第二连杆(10)，所述固定杆(12)垂直连接于两根所述第三连杆(11)之间。

6.根据权利要求1所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述探头槽(13)包括：

用于连接所述连杆支架的第二滑杆(19)；

可滑动安装于所述第二滑杆(19)的第四连杆(22)；

连接于所述第四连杆(22)、用于夹住所述探头(5)的夹板(21)；

设置于所述夹板(21)、用于固定所述探头(5)的第一固定销(7)。

7.根据权利要求1所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，还包括：与所述滑动轨道可滑动配合的牵引装置，所述牵引装置连接于所述探头槽(13)。

8.根据权利要求7所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述滑动轨道包括滑道(17)，所述牵引装置具有同所述滑道(17)配合的第二滚轮(15)。

9.根据权利要求7所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述牵引装置包括牵引车(14)和牵引杆(18)，所述牵引车(14)通过所述牵引杆(18)连接于所述探头槽(13)。

10.根据权利要求9所述的超声相控阵平板检测自动扫查装置，其特征在于，所述牵引杆(18)和所述探头槽(13)的夹板(8)之间通过磁铁(6)连接，且所述牵引装置还包括设置于所述磁铁(6)和所述夹板(8)之间的硅钢片。