CN110018233A

CN110018233A - 喷水超声相控阵检测装置

Info

Publication number: CN110018233A
Application number: CN201810021963.8A
Authority: CN
Inventors: 宋文超; 朱建伟; 靖珍珠; 李泽; 宋艳艳
Original assignee: AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Current assignee: AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-07-16
Anticipated expiration: 2038-01-10
Also published as: CN110018233B

Abstract

本发明公开了一种喷水超声相控阵检测装置。喷水超声相控阵检测装置包括探头组件和限水套组件。探头组件用于向待检测零件发射超声波并喷水。限水套组件包括套体。套体设置于探头组件的周向外侧以防止水从其内侧流出。本发明的喷水超声相控阵检测装置在对待检测零件进行超声检测时，探头组件喷射出的水被限制在套体内侧从而防止流出套体外侧而流到待检测零件的背面，提高检测的准确性。而且不同的待检测零件均能使用本发明的检测装置来防止水流到零件的背面，与现有技术中需要针对不同的待检测零件提供不同的工装夹具相比，大大降低成本。

Description

喷水超声相控阵检测装置

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别涉及一种喷水超声相控阵检测装置。

背景技术

喷水超声相控阵检测技术是一种正在复合材料超声检测中兴起的技术，该技术在自动化喷水超声检测设备上采用相控阵超声探头，利用水膜作为耦合剂，实现高速超声检测。

如图1所示，喷水超声相控阵检测装置包括探头座11a和中心杆12a。为了使水膜耦合稳定，探头座11a下方需要持续喷射水W以使水膜具有一定压力。探头座11a持续不断喷射水就导致待检测零件A上一直是有水流的，如果不采取任何措施，如图1所示，水会流到待检测零件A的背面而导致超声能量的分布复杂化，干扰检测，造成误判。

针对上述问题，现有技术中采取的措施是使用专用的工装，将喷出的水引流到零件之外。该方法需要针对不同类的零件设计不同的工装夹具，成本较高。而且水与复合材料表面的亲润性很强，经常还是会有部分水从工装与零件的缝隙处流到零件背面，稳定性差。而且在批量检测零件时残留水渍对下批零件存在影响。另外，部分复合材料零件的局部区域(夹芯结构的胶接边缘等)是不允许被水浸泡的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷水超声相控阵检测装置，以防止水流到待检测零件的背面进而提高检测的准确性。

本发明提供一种喷水超声相控阵检测装置，包括：

探头组件，用于向待检测零件发射超声波并喷水；以及

限水套组件，包括套体，套体设置于探头组件的周向外侧以防止水从其内侧流出。

进一步地，套体包括靠近待检测零件一侧并与待检测零件接触的第一分套体以及远离待检测零件一侧的第二分套体，第一分套体由柔性材料制成。

进一步地，第一分套体包括分隔设置的多个条形体。

进一步地，多个条形体沿周向分布且多个条形体中相邻的两个条形体相互接触。

进一步地，第二分套体由刚性材料制成。

进一步地，限水套组件还包括下压结构，下压结构将套体压向待检测零件。

进一步地，下压结构包括压条和弹簧，压条的第一端与套体的内壁连接，压条的第二端与弹簧连接，弹簧与探头组件固定连接。

进一步地，弹簧沿高度方向延伸，压条从套体的中部向外侧延伸。

进一步地，限水套组件包括沿套体的周向设置的至少两个下压结构。

进一步地，喷水超声相控阵检测装置还包括排水组件，排水组件用于将多余的水排出。

进一步地，排水组件包括负压枪，负压枪用于将多余的水抽出。

进一步地，负压枪组件还包括设置于负压枪上的吸水管、进气管以及出水管，吸水管用于插设于套体内的水中以抽取水；进气管用于与气源连接以输入压缩气体；出水管用于排出水。

进一步地，负压枪的气体压力可调节地设置。

进一步地，排水组件还包括连接体，连接体用于连接负压枪与探头组件。

基于本发明提供的技术方案，喷水超声相控阵检测装置包括探头组件和限水套组件。探头组件用于向待检测零件发射超声波并喷水。限水套组件包括套体。套体设置于探头组件的周向外侧以防止水从其内侧流出。本发明的喷水超声相控阵检测装置在对待检测零件进行超声检测时，探头组件喷射出的水被限制在套体内侧从而防止流出套体外侧而流到待检测零件的背面，提高检测的准确性。而且不同的待检测零件均能使用本发明实施例的检测装置来防止水流到零件的背面，与现有技术中需要针对不同的待检测零件提供不同的工装夹具相比，大大降低成本。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的喷水超声相控阵检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的喷水超声相控阵检测装置的结构示意图；

图3为图2中的探头组件的结构示意图；

图4为图2中的限水套组件的结构示意图；

图5为图2中的排水组件的结构示意图。

各附图标记分别代表：

11a-探头座；12a-中心杆；A-待检测零件；W-水；1-探头组件；11-探头座；12-杆体；2-限水套组件；21-套体；211-第一分套体；212-第二分套体；22-下压结构；221-压条；222-弹簧；3-排水组件；31-负压枪；32-吸水管；33-出水管；34-进气管；35-连接体。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图2至图5所示，本发明实施例的喷水超声相控阵检测装置包括探头组件1和限水套组件2。探头组件1用于向待检测零件发射超声波并喷水。限水套组件2包括套体21，套体21设置于探头组件1的周向外侧以防止水从其内侧流出。

本发明实施例的喷水超声相控阵检测装置在对待检测零件进行超声检测时，探头组件喷射出的水被限制在套体内侧从而防止流出套体外侧而流到待检测零件的背面，提高检测的准确性。而且不同的待检测零件均能使用本发明实施例的检测装置来防止水流到零件的背面，与现有技术中需要针对不同的待检测零件提供不同的工装夹具相比，大大降低成本。

本实施例的待检测零件为复合材料零件。

如图3所示，本实施例的探头支架1包括探头座11和杆体12。探头座11用于向待检测零件发射超声波并喷水。杆体12固定设置于探头座11的远离待检测零件的一侧。检测人员可以操纵杆体12来控制探头座11的检测位置。

如图4所示，本实施例的套体21的两端为开口端。探头支架1设置于套体21的内侧。

而且本实施例的套体21为圆柱形。在其他实施例中，套体也可以是方形等其他形状。

在本实施例中，套体21包括靠近待检测零件一侧并与待检测零件接触的第一分套体211以及远离待检测零件一侧的第二分套体212，第一分套体211由柔性材料制成。第一分套体211由柔性材料制成并与待检测零件直接接触，从而避免划伤待检测零件表面。

具体地，柔性材料可以是橡胶。而且橡胶作为较好的密封材料，因此第一分套体211与待检测零件之间密封接触，可以更好地防止套体21内的水从其内侧流出。

进一步地，为了更有效地阻止水向套体21的外侧流动，第一分套体211可以包括分隔设置的多个条形体。如此设置使得第一分套体211的变形更加灵活。例如，第一分套体211的某一位置在受到水的冲击而发生变形时，由于第一分套体包括分隔设置的多个条形体，因此第一分套体211的其他位置不受影响而阻止水流出外侧。

在一个实施例中，多个条形体可以沿周向分布。且多个条形体中相邻的两个条形体相互接触。

在另一个实施例中，第一分套体也可以包括在径向和周向上均分隔设置的多个条形体。例如，可以是类似于刷子形的结构。处于不同径向位置上的条形体可以交错设置从而更有效地阻止水向外侧流动。

在一个实施例中，第二分套体212由刚性材料制成。如此设置使得整个套体21在受到水的冲击时不易变形，更好地限制水流的范围。

在本实施例中，为了更好地防止套体变形，本实施例的套体21还包括用于连接第一分套体211和第二分套体212的加强条，加强条沿套体21的轴向延伸并均与第一分套体211和第二分套体212连接。

而且在轴向方向上，第二分套体212的轴向长度大于第一分套体211的轴向长度。如此设置利于保证套体21在不划伤被检测零件的基础上具有较大的刚度，从而防止套体21内侧的水流出其外侧。

为了使套体21与待检测零件表面更好地接触而防止水从套体21与待检测零件之间的缝隙流出，本实施例的限水套组件2还包括下压结构22。下压结构22用于将套体21压向待检测零件。

为了使套体21在周向方向上均更好地与待检测零件表面接触，本实施例的限水套组件2包括沿套体21的周向设置的至少两个下压结构22。图4示例性地示出四个下压结构。在其他实施例中，可以根据实际检测条件，设置四个以下或四个以上的下压结构。

具体在本实施例中，下压结构22包括压条221和弹簧222，压条221的第一端与套体21的内壁连接，压条221的第二端与弹簧222连接，弹簧222与探头组件1固定连接。弹簧222的弹力通过压条221传递至套体21上使套体21与待检测零件压力接触，从而保证套体21与待检测零件表面贴合。

具体地，在本实施例中，压条221与第二分套体212连接。弹簧222与探头组件1连接。第二分套体212作为承力部件并传递弹簧的垃圾，因此其由刚性材料制成可利于将弹簧222的弹力传递至第一分套体211上而使第一分套体211与待检测零件压力接触。

压条221与第二分套体212可以采用嵌入式的连接方式进行连接。同样地，压条221也可以与弹簧采用嵌入式的连接方式进行连接。当然，压条221也可以直接与弹簧222焊接。

弹簧222与探头座11之间可以采用焊接或者嵌入式的方式进行连接。

如图4所示，本实施例的弹簧222沿高度方向延伸，压条221从套体21的中部向外侧延伸。弹簧222的弹力传递至压条221并将压条压向第二分套体212从而向第二分套体212施加向下的作用力。

为了保持水膜的压力，探头座11需要持续不断地喷出水。因此为了防止探头座11与待检测零件之间的水过多而从套体上方溢出，本实施例的喷水超声相控阵检测装置还包括排水组件3。排水组件3用于将多余的水排出。排水组件3及时将多余的水排出，从而防止持续喷出的水流溢出。

在本实施例中，如图5所示，排水组件3包括负压枪31。负压枪31用于将多余的水抽出。负压枪31利用压缩空气产生负压而将水抽出。

如图5所示，本实施例的排水组件还包括吸水管32、进气管34和出水管33。其中，吸水管32插入到套体21内的水中。进气管34用于与气源连接。出水管33穿过套体21并将水排出到套体21的外侧。

本实施例的负压枪的压缩空气直接来自于喷水超声相控阵检测装置上的气源，从而降低检测装置的体积，避免检测过程中对探头轨迹的干涉。

为了对负压枪的排水量以及排水速度进行有效控制，本实施例的负压枪的气体压力可调节地设置。

如图5所示，负压枪31上设置有压力调节开关。该压力调节开关用于开闭负压枪并调节气体的压力。

本实施例的排水组件3还包括连接体35。连接体35用于连接负压枪31与探头组件1。

本实施例的连接体35为连接块。连接块与杆体12连接。具体可以采用螺栓连接或捆绑连接等方式。

如图2所示，在安装本实施例的喷水超声相控阵检测装置时，可以先将排水组件3固定安装于探头组件1的杆体12上；然后将限水套组件2固定在探头座11上；最后将排水组件的进气管与压缩空气气源接通。装置安装完毕后，套体21依靠四个下压结构22的弹簧222的拉力与待检测零件表面紧密贴合，将水流限制在套体21的内部区域内。排水组件的出水管贴近待检测零件表面将流出探头座区域以外的水及时抽出避免水流溢出。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，包括：

探头组件(1)，用于向待检测零件发射超声波并喷水；以及

限水套组件(2)，包括套体(21)，所述套体(21)设置于所述探头组件(1)的周向外侧以防止水从其内侧流出。

2.根据权利要求1所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述套体(21)包括靠近所述待检测零件一侧并与所述待检测零件接触的第一分套体(211)以及远离所述待检测零件一侧的第二分套体(212)，所述第一分套体(211)由柔性材料制成。

3.根据权利要求2所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述第一分套体(211)包括分隔设置的多个条形体。

4.根据权利要求3所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述多个条形体沿周向分布且所述多个条形体中相邻的两个条形体相互接触。

5.根据权利要求2所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述第二分套体(212)由刚性材料制成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述限水套组件(2)还包括下压结构(22)，所述下压结构(22)将所述套体(21)压向所述待检测零件。

7.根据权利要求6所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述下压结构(22)包括压条(221)和弹簧(222)，所述压条(221)的第一端与所述套体(21)的内壁连接，所述压条(221)的第二端与所述弹簧(222)连接，所述弹簧(222)与所述探头组件(1)固定连接。

8.根据权利要求7所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述弹簧(222)沿高度方向延伸，所述压条(221)从所述套体(21)的中部向外侧延伸。

9.根据权利要求6所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述限水套组件(2)包括沿所述套体(21)的周向设置的至少两个所述下压结构(22)。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述喷水超声相控阵检测装置还包括排水组件(3)，所述排水组件(3)用于将多余的水排出。

11.根据权利要求10所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述排水组件(3)包括负压枪(31)，所述负压枪(31)用于将多余的水抽出。

12.根据权利要求11所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述负压枪组件还包括设置于所述负压枪(31)上的吸水管(32)、进气管(34)以及出水管(33)，所述吸水管(32)用于插设于所述套体(21)内的水中以抽取水；所述进气管(34)用于与气源连接以输入压缩气体；所述出水管(33)用于排出水。

13.根据权利要求11所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述负压枪的气体压力可调节地设置。

14.根据权利要求11所述的喷水超声相控阵检测装置，其特征在于，所述排水组件(3)还包括连接体(35)，所述连接体(35)用于连接所述负压枪(31)与所述探头组件(1)。