CN109772669B - 一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，包含安装座、联动机构和探头组件；联动机构包含前挡板、后挡板和连杆；连杆连接前挡板和后挡板，使前挡板和后挡板可同步翻转；安装座上设置有安装槽，探头组件设置在安装槽中，后挡板上设置探测区域和挡片，挡片完全覆盖探测区域；本方案为超声探头提供了前后挡板，可以完全防止铁屑与探头模块接触，提高线圈板乃至整个换能器的使用寿命；联动机构使工件可以前后双向进入，并起到同样的检测效果，方便操作；后挡板上可设置提离调节组件，以获得最佳的超声波信号；安装座下可以设置可分离的底盘，方便取出探头模块进行维护，而不用拆卸联动机构，提高了使用的便利性。

Description

一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器

技术领域

本发明涉及自动化在线检测设备技术领域，具体地说是一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器。

背景技术

由于具有无需耦合剂、换能器与工件无需直接接触等优点，电磁超声技术越来越多的应用于自动化在线检测设备中。

所有的电磁超声换能器，无论是激发横波的测厚换能器，或是激发导波、表面波的探伤换能器，换能器内部都需要提供强磁场。而被测工件表面以及检测环境中都会有大量的锈蚀氧化物或者铁屑，在强磁场中容易被磁化。换能器与被测工件长时间相对运动，这些被磁化的铁屑很容易吸附到换能器表面，降低信噪比，或者对换能器产生永久性的刺伤。

具体的来说，电磁超声换能器的核心单元为磁体和激励线圈，其中激励线圈通常使用柔性板或者印刷电路硬板。线圈板通常很薄，且不能使用金属层保护，很容易损坏。目前在自动化检测设备上使用的电磁超声换能器，为了获得更好的信噪比，提离距离都很小，一般小于2mm。这样带来的问题是：由于磁体强烈的磁性，在磁体和线圈板之间、线圈板表面都很容易吸附和填充铁屑。探头和工件相对运动时，很容易造成线圈板被刺穿、磨损、划伤，严重影响线圈板的使用寿命，使其需要频繁更换。

针对该问题，目前主要的解决方案为：加压缩空气喷嘴，如申请号为201420610244.7的专利所述，这种方法只能在一定程度上延长线圈板的使用寿命。而且对于有些没有压缩空气资源的应用场合，比如铁路上运动列车车轮踏面检测，铁屑聚集的问题依然难以解决。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，该电磁超声换能器用于如钢板在线测厚、探伤，运动列车车轮踏面检测等。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，包含安装座、联动机构和探头组件；所述联动机构包含前挡板、后挡板和连杆；前挡板的一侧铰接在安装座的前端，前挡板的另一侧为活动侧；后挡板的一侧铰接在安装座的后端，后挡板的另一侧为活动侧；连杆连接前挡板和后挡板，使前挡板和后挡板可同步翻转；所述安装座上设置有安装槽，探头组件设置在安装槽中，后挡板上设置探测区域和挡片，挡片完全覆盖探测区域，当后挡板朝向安装座的上表面翻转到位后，探头组件与后挡板的探测区域相匹配。

优选的，所述前挡板和后挡板的两侧上均设置有导轮。

优选的，所述后挡板的两侧上均设置有提离调节组件，提离调节组件包含导轮架、导向螺丝和张紧螺丝，后挡板的导轮设置在导轮架上，导轮架上还设置有长形导向孔，导向螺丝与长形导向孔配合，导轮架通过导向螺丝与后挡板连接；所述张紧螺丝设置在后挡板上，张紧螺丝与导轮架配合。

优选的，所述前挡板上设置有连接臂，连杆的一端与连接臂铰接，另一端与后挡板的活动侧铰接。

优选的，所述前挡板和后挡板中至少一个在翻转轴上设置有扭簧。

优选的，所述安装槽的上侧设置有防尘罩，防尘罩与后挡板组合，将探头组件的上侧空间封闭。

优选的，所述安装座的侧部设置有限位挡块，限位挡块用于限制前挡板向上的最大翻转位置。

优选的，所述挡片的材质为陶瓷、玻纤板或者环氧板。

优选的，所述探头组件包含探头外壳、磁体和线圈板，探头外壳安装在安装槽中，磁体和线圈板安装在探头外壳上，线圈板位于磁体的上侧。

优选的，所述安装槽向安装座的下侧贯通，安装座的下侧设置有底盘，底盘将安装槽的下侧封闭。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明设计了一套联动机构，为超声探头提供了起到防护作用的前后挡板，可以完全防止铁屑与探头模块接触，提高线圈板的使用寿命；根据联动机构的结构特性，使工件可以前后双向进入，并起到同样的检测效果，方便操作；后挡板上可以设置提离调节组件，便于调节提离距离，以获得最佳的超声波信号；安装座下可以设置可分离的底盘，方便取出探头模块进行维护，而不用拆卸联动机构，提高了使用的便利性。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明所述的一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器的立体结构示意图；

附图2为图1的A处放大图；

附图3为本发明的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明。

如附图1-3所示，本发明所述的一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，包含安装座1、联动机构和探头组件；所述安装座1的后侧部具有安装槽5，探头组件包含探头外壳31、磁体32和线圈板33，探头外壳31安装在安装槽5中，磁体32和线圈板33安装在探头外壳31上，磁体32与探头外壳31的的上表面基本齐平，线圈板33设置在探头外壳31的上表面上，探头组件的上表面略高于安装座1的上表面。

所述联动机构包含前挡板2、后挡板3和连杆4；前挡板2的一侧铰接在安装座1的前端，前挡板2的另一侧为活动侧；后挡板3的一侧铰接在安装座1的后端，后挡板3的另一侧为活动侧；前挡板2上设置有连接臂8，连接臂8与前挡板2形成L状结构，连杆4的一端与连接臂8铰接，另一端与后挡板3的活动侧铰接，使前挡板2和后挡板3可同步翻转；所述后挡板3上设置探测区域和挡片6，探测区域为后挡板3上的镂空结构，挡片6为陶瓷片、玻纤片或者环氧片，挡片6完全覆盖探测区域。

所述安装槽5的上侧设置有防尘罩10，防尘罩10与后挡板3组合，将探头组件的上侧空间封闭，形成密闭腔体，防止后挡板3张开时，铁屑进入到后挡板与探头之间的空腔。

所述前挡板2的两侧上各设置有两个导轮7，导轮略高于挡板的上表面；后挡板3的两侧上均设置有提离调节组件，提离调节组件包含导轮架11、导向螺丝12和张紧螺丝13，导轮架11上设置有前后两个导轮，导轮架11上还设置有长形导向孔，导向螺丝12与长形导向孔配合，导轮架11通过导向螺丝12与后挡板3连接；所述张紧螺丝13设置在后挡板3上，张紧螺丝13与导轮架11配合；设置导轮7可以减少工件检测时的摩擦力；导轮架11可以通过张紧螺丝13调节高度，以达到精确调节提离距离的目的，可以微调探头与工件之间的提离距离，减小对陶瓷片和后挡板的磨损，同时不影响超声波信号。

检测时，不论工件从整体的前侧还是后侧移动，都会迫使前挡板2和后挡板3朝向安装座1的上表面同步翻转，直至接近水平位置，安装座1的侧部设置有限位挡块21，可限制前挡板2向上的最大翻转位置，防止其反向转角过大；当前挡板2和后挡板3翻转到位后，线圈板33与后挡板3的探测区域相匹配，即可开始对工件进行检测，检测完成后，工件离开换能器，前挡板2的转轴上设置有扭簧9，在其弹力作用下，前挡板2和后挡板3会自动弹起，恢复到初始位置，即图示位置，由于陶瓷片表面磁性消失，遗留在陶瓷片表面的铁屑会自动脱落避免损伤探头，整体的侧面还可以放置压缩空气喷嘴，以起到更好的去铁屑效果。

其中，安装槽5为上下贯通结构，安装座1的下侧设置有底盘22，底盘22将安装槽5的下侧封闭；当探头组件需要维护时，卸下底盘22，即可很方便地将探头组件从安装槽5中拆下。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：包含安装座（1）、联动机构和探头组件；所述联动机构包含前挡板（2）、后挡板（3）和连杆（4）；前挡板（2）的一侧铰接在安装座（1）的前端，前挡板（2）的另一侧为活动侧；后挡板（3）的一侧铰接在安装座（1）的后端，后挡板（3）的另一侧为活动侧；连杆（4）连接前挡板（2）和后挡板（3），使前挡板（2）和后挡板（3）可同步翻转，前挡板（2）和后挡板（3）中至少一个在翻转轴上设置有扭簧（9）；所述安装座（1）上设置有安装槽（5），探头组件设置在安装槽（5）中，后挡板（3）上设置探测区域和挡片（6），挡片（6）完全覆盖探测区域，当后挡板（3）朝向安装座（1）的上表面翻转到位后，探头组件与后挡板（3）的探测区域相匹配；所述安装槽（5）的上侧设置有防尘罩（10），防尘罩（10）与后挡板（3）组合，将探头组件的上侧空间封闭。

2.根据权利要求1所述的具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：所述前挡板（2）和后挡板（3）的两侧上均设置有导轮（7）。

3.根据权利要求2所述的具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：所述后挡板（3）的两侧上均设置有提离调节组件，提离调节组件包含导轮架（11）、导向螺丝（12）和张紧螺丝（13），后挡板（3）的导轮（7）设置在导轮架（11）上，导轮架（11）上还设置有长形导向孔，导向螺丝（12）与长形导向孔配合，导轮架（11）通过导向螺丝（12）与后挡板（3）连接；所述张紧螺丝（13）设置在后挡板（3）上，张紧螺丝（13）与导轮架（11）配合。

4.根据权利要求1所述的具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：所述前挡板（2）上设置有连接臂（8），连杆（4）的一端与连接臂（8）铰接，另一端与后挡板（3）的活动侧铰接。

5.根据权利要求1所述的具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：所述安装座（1）的侧部设置有限位挡块（21），限位挡块（21）用于限制前挡板（2）向上的最大翻转位置。

6.根据权利要求1所述的具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：所述挡片（6）的材质为陶瓷、玻纤板或者环氧板。

7.根据权利要求1所述的具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：所述探头组件包含探头外壳（31）、磁体（32）和线圈板（33），探头外壳（31）安装在安装槽（5）中，磁体（32）和线圈板（33）安装在探头外壳（31）上，线圈板（33）位于磁体（32）的上侧。

8.根据权利要求1或7所述的具有自动去铁屑功能的电磁超声换能器，其特征在于：所述安装槽（5）向安装座（1）的下侧贯通，安装座（1）的下侧设置有底盘（22），底盘（22）将安装槽（5）的下侧封闭。

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