CN109856246A - 一种超声相控阵管道检测系统及其探头移动限位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种探头移动限位装置，通过在探头与焊缝之间增设两个半圆形组件构成的限位装置，使探头在移动时与所设置的距离a保持不变，对发现缺陷的准确定位提供了非常大的帮助；解决了手动移动探头不稳定的困难，提高工作效率。本方案不受材料的影响，既可用于铁基材料、也可用于其他镍基、铜基等金属材料和非金属材料；可用于焊缝和圆形材料部件指定部位的检测。本发明还公开了一种应用上述探头移动限位装置的超声相控阵管道检测系统。
Description
技术领域
本发明涉及超声波检测技术领域，特别涉及一种超声相控阵管道检测系统及其探头移动限位装置。
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，它在管道检测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管道周向扫查一圈即可完成对焊缝的全部检测。
在相控阵检测中，需要对发现的缺陷进行精确定位，定位不准对后期缺陷处理带来很大的麻烦。探头的前端与焊缝的距离a是预先根据管道的直径、厚度等参数，通过相控阵聚焦法则计算出来的，很难在检测中靠手动保持a值不变。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种探头移动限位装置，解决了在手动移动超声相控阵检测探头保持a值，定位不准影响后期缺陷处理的问题。
本发明还提供了一种应用上述探头移动限位装置的超声相控阵管道检测系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种探头移动限位装置，包括限位装置主体；所述限位装置主体能够固定安装于管道，所述限位装置主体具有用于同相控阵探头配合的导向面，所述导向面沿所述管道的周向设置。
优选的，所述限位装置主体能够固定安装于所述管道形成圆环，所述圆环的侧壁为所述导向面。
优选的，多个所述限位装置主体沿周向依次连接形成所述圆环。
优选的，还包括固定块，相邻两个所述限位装置主体之间通过所述固定块连接。
优选的，还包括平头螺钉，所述固定块和所述限位装置主体之间通过所述平头螺钉连接。
优选的，所述固定块的数量为多个，每个所述限位装置主体的端部均设有所述固定块，所述固定块开设有螺栓孔，相邻两个所述限位装置主体的所述固定块通过螺钉和螺母连接。
优选的，所述限位装置主体、所述固定块、所述螺钉和所述螺母均为PVC材料。
优选的，所述固定块的宽度与所述限位装置主体的宽度相等。
优选的，相邻两个所述限位装置主体中的一个设有插孔，另一个设有与所述插孔配合的插头。
一种超声相控阵管道检测系统，包括相控阵探头，还包括如上述的探头移动限位装置。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的探头移动限位装置，其置于探头和焊缝之间，检测时将探头抵住限位装置移动即可，使探头在移动时与所设置的距离a保持不变，对发现缺陷的准确定位提供了非常大的帮助，解决了手动移动探头不稳定的困难，提高工作效率。本发明还提供了一种超声相控阵管道检测系统，由于采用了上述的探头移动限位装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
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相控阵检测管道的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的限位装置(插孔端)的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的限位装置(插头端)的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的限位装置外侧看的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的限位装置内侧看固定块的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的限位装置装配的结构示意图。
其中，1为相控阵探头，2为管道，3为被检焊缝，4为固定块，5为限位装置主体，6为装置高度t，7为插孔，8为插头，9为螺栓孔，10为装置宽度b，11为平头螺钉，12为螺钉，13为螺母。
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探头移动限位装置，包括限位装置主体5；该限位装置主体5能够固定安装于管道2，限位装置主体5具有用于同相控阵探头1配合的导向面，导向面沿管道2的周向设置。其结构可以参照图1、图2和图3所示，鉴于被检焊缝3为沿管道2周向，本方案基于限位装置主体5导向面对相控阵探头1的轴向限位，引导相控阵探头1在管道2上的周向移动。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的探头移动限位装置，其置于探头和焊缝之间，检测时将探头抵住限位装置移动即可，使探头在移动时与所设置的距离a保持不变，对发现缺陷的准确定位提供了非常大的帮助，解决了手动移动探头不稳定的困难，提高工作效率。
具体的，限位装置主体5能够固定安装于管道2形成圆环，该圆环的侧壁为导向面。其结构可以参照图2、图3和图6所示，圆环侧壁形式的导向面可与相控阵探头1前端更好配合，引导其在管道2上保持与被检焊缝3距离a完成周向扫查，提高检测精度，以便于后期缺陷处理。
作为优选，多个限位装置主体5沿周向依次连接形成圆环，其分体式结构便于设计、制作、装卸、搬运和储存。
本发明实施例提供的探头移动限位装置，还包括固定块4，相邻两个限位装置主体5之间通过固定块4连接，其结构可以参照图2和图3所示，更灵活，更好操作。
固定块4与限位装置主体5可一体成型，如图2和图3所示。固定块4也可与限位装置主体5分离，如图5所示，本发明实施例提供的探头移动限位装置，还包括平头螺钉11，固定块4和限位装置主体5之间通过平头螺钉11连接。平头螺钉11的平头结构避免影响固定块4和限位装置主体5之间装配的连续性。
为了进一步优化上述的技术方案，固定块4的数量为多个，每个限位装置主体5的端部均设有固定块4，固定块4开设有螺栓孔9，相邻两个限位装置主体5的固定块4通过螺钉12和螺母13连接，其结构可以参照图4和图6所示，操作方便，可靠稳定。
作为优选，限位装置主体5、固定块4、螺钉12和螺母13等所有构成组件均可使用高强度PVC材料制作，节省成本，携带轻便。
具体的，固定块4的宽度与限位装置主体5的宽度相等，使探头侧的限位装置保持结构上的连续，移动探头至该位置时不产生a值的变化。
为了进一步优化上述的技术方案，相邻两个限位装置主体5中的一个设有插孔7，另一个设有与插孔7配合的插头8，其结构可以参照图2和图3所示，为限位装置主体5之间的装配提供定位，以提高结构精度。
此外，限位装置主体5的宽度(沿管道2轴向)可调节，以改变导向面位置，满足不同距离a的需求，从而提高该装置的适配性。
本发明实施例还提供了一种超声相控阵管道检测系统，包括相控阵探头1，还包括如上述的探头移动限位装置。由于采用了上述的探头移动限位装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：
1、限位装置由图2插孔端和图3插头端两个半圆形组件构成，组件内弧半径略小于所测管道母材外圆半径，使插头端与插孔端相连接的同时，在Y侧螺母有一定的预紧力，保证限位装置与管道锁紧，探头移动时限位装置不发生位移。
2、限位装置主体、固定块、螺钉、螺母等所有构成组件均可使用高强度PVC材料制作，节省成本，携带轻便。
3、固定块与装置主体可一体成型，如图2、图3。固定块也可与装置主体分离，通过11平头螺钉使固定块固定在装置主体上。
4、主体部分6高度t适宜即可，不用太高。
5、对于有焊缝余高的主体部分10宽度b应小于a。对于没有焊缝余高的主体部分10宽度b适宜即可，不用太宽。
6、固定块、插头、插孔的宽度与主体部分宽度相等。使探头侧的限位装置保持结构上的连续，移动探头至该位置时不产生a值的变化。
使用过程：
1、制作相应直径的限位装置；
2、根据相控阵聚焦法则，计算a值；
3、根据将要检测的管道直径和a值，选择合适的限位装置；
4、首先通过螺钉和螺母固定X侧；
5、连接Y侧的螺钉与螺母；
6、根据a值，微调限位装置至合适位置；
7、将Y侧螺钉与螺母锁紧；
8、实施检测；
9、检测完成，将限位装置取下。
综上所述，本发明实施例公开了一种探头移动限位装置，通过在探头与焊缝之间增设两个半圆形组件构成的限位装置，使探头在移动时与所设置的距离a保持不变，对发现缺陷的准确定位提供了非常大的帮助；解决了手动移动探头不稳定的困难，提高工作效率。本方案不受材料的影响，既可用于铁基材料、也可用于其他镍基、铜基等金属材料和非金属材料；可用于焊缝和圆形材料部件指定部位的检测。本发明实施例还公开了一种应用上述探头移动限位装置的超声相控阵管道检测系统。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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)
1.一种探头移动限位装置，其特征在于，包括限位装置主体(5)；所述限位装置主体(5)能够固定安装于管道(2)，所述限位装置主体(5)具有用于同相控阵探头(1)配合的导向面，所述导向面沿所述管道(2)的周向设置。
2.根据权利要求1所述的探头移动限位装置，其特征在于，所述限位装置主体(5)能够固定安装于所述管道(2)形成圆环，所述圆环的侧壁为所述导向面。
3.根据权利要求2所述的探头移动限位装置，其特征在于，多个所述限位装置主体(5)沿周向依次连接形成所述圆环。
4.根据权利要求3所述的探头移动限位装置，其特征在于，还包括固定块(4)，相邻两个所述限位装置主体(5)之间通过所述固定块(4)连接。
5.根据权利要求4所述的探头移动限位装置，其特征在于，还包括平头螺钉(11)，所述固定块(4)和所述限位装置主体(5)之间通过所述平头螺钉(11)连接。
6.根据权利要求4所述的探头移动限位装置，其特征在于，所述固定块(4)的数量为多个，每个所述限位装置主体(5)的端部均设有所述固定块(4)，所述固定块(4)开设有螺栓孔(9)，相邻两个所述限位装置主体(5)的所述固定块(4)通过螺钉(12)和螺母(13)连接。
7.根据权利要求6所述的探头移动限位装置，其特征在于，所述限位装置主体(5)、所述固定块(4)、所述螺钉(12)和所述螺母(13)均为PVC材料。
8.根据权利要求4所述的探头移动限位装置，其特征在于，所述固定块(4)的宽度与所述限位装置主体(5)的宽度相等。
9.根据权利要求3所述的探头移动限位装置，其特征在于，相邻两个所述限位装置主体(5)中的一个设有插孔(7)，另一个设有与所述插孔(7)配合的插头(8)。
10.一种超声相控阵管道检测系统，包括相控阵探头(1)，其特征在于，还包括如权利要求1-9任意一项所述的探头移动限位装置。
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