CN110514741B - 一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法 - Google Patents

一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法，包括扫描架、移动底座和超声波探伤仪，所述移动底座位于扫描架上端，所述超声波探伤仪位于移动底座上端，所述扫描架侧壁上开设有齿槽，所述移动底座下表面两侧均设有连接座，所述连接座上转动连接有转动杆，所述转动杆上固定套设有与齿槽匹配的转动齿轮。本发明通过将超声波探伤仪设置在移动底座上，并将移动底座活动连接在扫描架上，可以利用第一电机转动，利用第一锥齿轮啮合第二锥齿轮转动，从而使与转动杆固定连接的转动齿轮转动，并啮合齿槽沿扫描架做直线运动，同时使移动底座，进行自动扫描探伤工作，扫描探伤效果好，通过设置清洁组件和耦合剂涂抹组件，保证探伤效果好。

Description

一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法
技术领域
本发明涉及超声波探伤相关技术领域，具体为一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法。
背景技术
超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小，超探仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、折叠、气孔、砂眼等）的检测、定位、评估和诊断，广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。
现有的超神波探伤装置在使用过程中，需要人工进行移动扫描探测，自动化程度低，且使用前没有对待探伤工件表面进行清洁，也不能很好的将耦合剂均匀涂抹在待探伤工件的表面，影响探伤的精度和效果，不便于使用，且探伤工作时，若工件表面不平整，不能保证探头始终与工件表面接触，影响探伤效果，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法，以解决上述背景技术中提到的现有的超神波探伤装置在使用过程中，需要人工进行移动扫描探测，自动化程度低，且使用前没有对待探伤工件表面进行清洁，也不能很好的将耦合剂均匀涂抹在待探伤工件的表面，影响探伤的精度和效果，不便于使用，且探伤工作时，若工件表面不平整，不能保证探头始终与工件表面接触，影响探伤效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于超声波技术的自动探伤装置，包括扫描架、移动底座和超声波探伤仪，所述移动底座位于扫描架上端，所述超声波探伤仪位于移动底座上端，所述扫描架侧壁上开设有齿槽，所述移动底座下表面两侧均设有连接座，所述连接座上转动连接有转动杆，所述转动杆上固定套设有与齿槽匹配的转动齿轮，且转动杆一端穿过移动底座下表面设有的第二连接杆并固定连接有第二锥齿轮，所述移动底座下表面设有第一电机，所述第一电机的输出轴连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，所述移动底座下表面两侧均嵌设有凹槽，所述扫描架上表面凸出设有与凹槽匹配的凸块，所述移动底座下表面一侧设有清洁组件和耦合剂涂抹组件，所述清洁组件位于耦合剂涂抹组件一侧，所述移动底座上表面两侧分别设有集尘箱和耦合剂存放箱，所述移动底座下方设有耦合剂出口，所述耦合剂出口上设有电磁阀，且耦合剂出口与耦合剂存放箱连接。
优选的，所述清洁组件包括吸尘腔、第二转轴和清洁软毛刷，所述吸尘腔通过第一连接杆与移动底座下表面固定连接，所述第二转轴一端与移动底座下表面转动连接，且第二转轴另一端与清洁软毛刷固定连接，所述第二转轴上固定套设有第二从动齿轮。
优选的，所述吸尘腔下表面开设有吸尘孔，所述吸尘腔一侧连接有吸尘管，所述吸尘管上连接有吸风机，以及吸尘管一端与集尘箱连接。
优选的，所述耦合剂涂抹组件包括第一转轴和硅胶软毛刷，所述第一转轴一端与移动底座下表面转动连接，且第一转轴另一端与硅胶软毛刷固定连接，所述第一转轴上固定套设有第一从动齿轮。
优选的，所述移动底座下表面设有第二电机，所述第二电机的输出轴上连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮两侧分别与第一从动齿轮和第二从动齿轮啮合连接。
优选的，所述移动底座一侧固定连接有L型连接杆，所述L型连接杆底端连接有探头，所述探头与L型连接杆之间设有弹簧，所述探头与超声波探伤仪电性连接。
一种基于超声波技术的自动探伤方法，包括如下步骤：
S：连接好仪器和探头后，打开探伤仪总电源开关，按操作键设置系统的状态；
S：设置结束后，进入工作状态，同时打开耦合剂出口上的电磁阀，并启动第二电机，利用第二电机驱动清洁组件和耦合剂涂抹组件同步工作；
S：清洁工作和涂抹工作运行的的同时，启动第一电机，利用第一电机转动，从而使转动齿轮啮合齿槽沿扫描架移动，进行扫描探测；
S：扫描探测的同时，将探头放在被测工件上，移动底座移动的过程中，通过探头检查工件是否存在缺陷，并对发现的缺陷进行记录，完成探伤工作。
优选的，S中，可以先利用清洁组件对待探测工件表面的的灰尘和杂质进行清洁，然后通过耦合剂涂抹组件将工件表面的耦合剂涂抹均匀，可以保证探测的稳定性。
优选的，S中，第一电机转动并通过第一锥齿轮啮合第二锥齿轮转动，使与第二锥齿轮固定连接的转动杆转动，从而使与转动杆固定连接的转动齿轮啮合齿槽沿扫描架移动。
本发明提供了一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法，具备以下有益效果：
（1）本发明通过将超声波探伤仪设置在移动底座上，并将移动底座活动连接在扫描架上，可以利用第一电机转动，利用第一锥齿轮啮合第二锥齿轮转动，从而使与转动杆固定连接的转动齿轮转动，并啮合齿槽沿扫描架做直线运动，同时使移动底座，进行自动扫描探伤工作，扫描探伤效果好，便于使用。
（2）本发明通过设置清洁组件和耦合剂涂抹组件，可以利用第二电机转动并带动驱动齿轮转动，利用驱动齿轮分别啮合第一从动齿轮和第二从动齿轮同步转动，从而使第一转轴和第二转轴同步转动，利用第二转轴带动清洁软毛刷对工件表面进行清扫，并利用吸风机将清扫扬起的灰尘和杂质进行收集，同时利用第一转轴带动硅胶软毛刷转动，利用硅胶软毛刷将工件表面的耦合剂涂抹均匀，便于进行探伤工作。
（3）本发明通过将探头利用弹簧与L型连接杆固定连接，可以利用弹簧提供一定的缓冲空间，保证探头始终与工件表面接触，保证探伤效果好，便于使用。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的侧视图结构示意图；
图3为本发明的移动底座右视图结构示意图；
图4为本发明的移动底座正视图结构示意图。
图中：1、扫描架；2、耦合剂出口；3、移动底座；4、超声波探伤仪；5、探头；6、L型连接杆；7、集尘箱；8、耦合剂存放箱；9、凸块；10、齿槽；11、连接座；12、转动齿轮；13、转动杆；14、凹槽；15、第一锥齿轮；16、第一电机；17、第二锥齿轮；18、硅胶软毛刷；19、第一转轴；20、吸尘腔；21、第一连接杆；22、第二连接杆；23、弹簧；24、清洁软毛刷；25、吸尘孔；26、吸尘管；27、吸风机；28、第二电机；29、第一从动齿轮；30、第二从动齿轮；31、驱动齿轮；32、第二转轴。
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。
如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种基于超声波技术的自动探伤装置及方法，包括扫描架1、移动底座3和超声波探伤仪4，所述移动底座3位于扫描架1上端，所述超声波探伤仪4位于移动底座3上端，所述扫描架1侧壁上开设有齿槽10，所述移动底座3下表面两侧均设有连接座11，所述连接座11上转动连接有转动杆13，所述转动杆13上固定套设有与齿槽10匹配的转动齿轮12，且转动杆13一端穿过移动底座3下表面设有的第二连接杆22并固定连接有第二锥齿轮17，所述移动底座3下表面设有第一电机16，所述第一电机16的输出轴连接有第一锥齿轮15，所述第一锥齿轮15与第二锥齿轮17啮合连接，所述移动底座3下表面两侧均嵌设有凹槽14，所述扫描架1上表面凸出设有与凹槽14匹配的凸块9，所述移动底座3下表面一侧设有清洁组件和耦合剂涂抹组件，所述清洁组件位于耦合剂涂抹组件一侧，所述移动底座3上表面两侧分别设有集尘箱7和耦合剂存放箱8，所述移动底座3下方设有耦合剂出口2，所述耦合剂出口2上设有电磁阀，且耦合剂出口2与耦合剂存放箱8连接。
所述清洁组件包括吸尘腔20、第二转轴32和清洁软毛刷24，所述吸尘腔20通过第一连接杆21与移动底座3下表面固定连接，所述第二转轴32一端与移动底座3下表面转动连接，且第二转轴32另一端与清洁软毛刷24固定连接，所述第二转轴32上固定套设有第二从动齿轮30，可以利用清洁软毛刷24对待探测工件表面进行清洁，便于后期涂抹耦合剂；所述吸尘腔20下表面开设有吸尘孔25，所述吸尘腔20一侧连接有吸尘管26，所述吸尘管26上连接有吸风机27，以及吸尘管26一端与集尘箱7连接，可以利用吸风机27工作，使吸尘腔20内产生负压，从而便于通过吸尘孔25将清扫使产生的灰尘和杂质收集；所述耦合剂涂抹组件包括第一转轴19和硅胶软毛刷18，所述第一转轴19一端与移动底座3下表面转动连接，且第一转轴19另一端与硅胶软毛刷18固定连接，所述第一转轴19上固定套设有第一从动齿轮29，可以利用硅胶软毛刷18将待探伤工件表面的耦合剂涂抹均匀，从而表面后期进行探伤工作；所述移动底座3下表面设有第二电机28，所述第二电机28的输出轴上连接有驱动齿轮31，所述驱动齿轮31两侧分别与第一从动齿轮29和第二从动齿轮30啮合连接，可以利用第二电机28转动，从而利用驱动齿轮31粉笔啮合第一从动齿轮29和第二从动齿轮30转动，从而使清洁组件和耦合剂涂抹组件同步工作；所述移动底座3一侧固定连接有L型连接杆6，所述L型连接杆6底端连接有探头5，所述探头5与L型连接杆6之间设有弹簧23，所述探头5与超声波探伤仪4电性连接，可以利用弹簧23提供一定的缓冲空间，保证探头5始终与工件表面接触，保证探伤效果好，便于使用。
一种基于超声波技术的自动探伤方法，包括如下步骤：
S1：连接好仪器和探头后，打开探伤仪总电源开关，按操作键设置系统的状态；
S2：设置结束后，进入工作状态，同时打开耦合剂出口上的电磁阀，并启动第二电机，利用第二电机驱动清洁组件和耦合剂涂抹组件同步工作；
S3：清洁工作和涂抹工作运行的的同时，启动第一电机，利用第一电机转动，从而使转动齿轮啮合齿槽沿扫描架移动，进行扫描探测；
S4：扫描探测的同时，将探头放在被测工件上，移动底座移动的过程中，通过探头检查工件是否存在缺陷，并对发现的缺陷进行记录，完成探伤工作。
S2中，可以先利用清洁组件对待探测工件表面的的灰尘和杂质进行清洁，然后通过耦合剂涂抹组件将工件表面的耦合剂涂抹均匀，可以保证探测的稳定性。
S3中，第一电机转动并通过第一锥齿轮啮合第二锥齿轮转动，使与第二锥齿轮固定连接的转动杆转动，从而使与转动杆固定连接的转动齿轮啮合齿槽沿扫描架移动。
需要说明的是，在工作时，将探头5与超声波探伤仪4连接稳定，然后打开超声波探伤仪4总电源开关，使探头5与待探伤工件表面接触，启动第一电机16，利用电机驱动第一锥齿轮15转动，利用第一锥齿轮15啮合第二锥齿轮17同步转动，从而使与第二锥齿轮17固定连接的转动杆13同步转动杆13，并带动转动齿轮12转动，利用转动齿轮12啮合齿槽10转动，推动移动底座3沿扫描架1做直线移动，同时由于移动底座3通过凹槽14与凸块9滑动连接，可以使移动底座3移动稳定，从而进行扫描探测工作，扫描探测的同时启动第二电机28，利用第二电机28转动带动驱动齿轮31转动，从而使驱动齿轮31啮合第一从动齿轮29和第二从动齿轮30同步转动，第一从动齿轮29和第二从动齿轮30转动的同时带动第一转轴19和第二转轴32同步转动，利用与第二转轴32连接的清洁软毛刷24对待探伤工件的表面进行清扫，同时启动吸风机27，使吸尘腔20内产生负压，利用吸尘孔25将清扫时扬起的灰尘进行吸收，并通过吸尘管26送入到集尘箱7内，同时打开耦合剂出口2上的电磁阀，将耦合剂存放箱8内的耦合剂通过耦合剂出口2排出到清扫后的工件的表面，同时利用第一转动带动硅胶软毛刷18转动，利用硅胶软毛刷18将工件表面的耦合剂涂抹均匀，保证探伤精度高，探伤效果好，同时将探头5利用弹簧23与L型连接杆6固定连接，可以利用弹簧23提供一定的缓冲空间，保证探头5始终与工件表面接触，保证探伤效果好，便于使用，本发明结构简单，自动化探伤效果好，便于推广和使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于超声波技术的自动探伤装置，包括扫描架(1)、移动底座(3)和超声波探伤仪(4)，所述移动底座(3)位于扫描架(1)上端，所述超声波探伤仪(4)位于移动底座(3)上端，其特征在于：所述扫描架(1)侧壁上开设有齿槽(10)，所述移动底座(3)下表面两侧均设有连接座(11)，所述连接座(11)上转动连接有转动杆(13)，所述转动杆(13)上固定套设有与齿槽(10)匹配的转动齿轮(12)，且转动杆(13)一端穿过移动底座(3)下表面设有的第二连接杆(22)并固定连接有第二锥齿轮(17)，所述移动底座(3)下表面设有第一电机(16)，所述第一电机(16)的输出轴连接有第一锥齿轮(15)，所述第一锥齿轮(15)与第二锥齿轮(17)啮合连接，所述移动底座(3)下表面两侧均嵌设有凹槽(14)，所述扫描架(1)上表面凸出设有与凹槽(14)匹配的凸块(9)，所述移动底座(3)下表面一侧设有清洁组件和耦合剂涂抹组件，所述清洁组件位于耦合剂涂抹组件一侧，所述移动底座(3)上表面两侧分别设有集尘箱(7)和耦合剂存放箱(8)，所述移动底座(3)下方设有耦合剂出口(2)，所述耦合剂出口(2)上设有电磁阀，且耦合剂出口(2)与耦合剂存放箱(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波技术的自动探伤装置，其特征在于：所述清洁组件包括吸尘腔(20)、第二转轴(32)和清洁软毛刷(24)，所述吸尘腔(20)通过第一连接杆(21)与移动底座(3)下表面固定连接，所述第二转轴(32)一端与移动底座(3)下表面转动连接，且第二转轴(32)另一端与清洁软毛刷(24)固定连接，所述第二转轴(32)上固定套设有第二从动齿轮(30)。
3.根据权利要求2所述的一种基于超声波技术的自动探伤装置，其特征在于：所述吸尘腔(20)下表面开设有吸尘孔(25)，所述吸尘腔(20)一侧连接有吸尘管(26)，所述吸尘管(26)上连接有吸风机(27)，以及吸尘管(26)一端与集尘箱(7)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于超声波技术的自动探伤装置，其特征在于：所述耦合剂涂抹组件包括第一转轴(19)和硅胶软毛刷(18)，所述第一转轴(19)一端与移动底座(3)下表面转动连接，且第一转轴(19)另一端与硅胶软毛刷(18)固定连接，所述第一转轴(19)上固定套设有第一从动齿轮(29)。
5.根据权利要求1所述的一种基于超声波技术的自动探伤装置，其特征在于：所述移动底座(3)下表面设有第二电机(28)，所述第二电机(28)的输出轴上连接有驱动齿轮(31)，所述驱动齿轮(31)两侧分别与第一从动齿轮(29)和第二从动齿轮(30)啮合连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于超声波技术的自动探伤装置，其特征在于：所述移动底座(3)一侧固定连接有L型连接杆(6)，所述L型连接杆(6)底端连接有探头(5)，所述探头(5)与L型连接杆(6)之间设有弹簧(23)，所述探头(5)与超声波探伤仪(4)电性连接。
7.一种基于超声波技术的自动探伤方法，其特征在于，利用如权利要求1-6任一项中所述的一种基于超声波技术的自动探伤装置，包括如下步骤：
S1：连接好仪器和探头后，打开探伤仪总电源开关，按操作键设置系统的状态；
S2：设置结束后，进入工作状态，同时打开耦合剂出口上的电磁阀，并启动第二电机，利用第二电机驱动清洁组件和耦合剂涂抹组件同步工作；
S3：清洁工作和涂抹工作运行的同时，启动第一电机，利用第一电机转动，从而使转动齿轮啮合齿槽沿扫描架移动，进行扫描探测；
S4：扫描探测的同时，将探头放在被测工件上，移动底座移动的过程中，通过探头检查工件是否存在缺陷，并对发现的缺陷进行记录，完成探伤工作。
8.根据权利要求7所述的一种基于超声波技术的自动探伤方法，其特征在于：S2中，可以先利用清洁组件对待探测工件表面的灰尘和杂质进行清洁，然后通过耦合剂涂抹组件将工件表面的耦合剂涂抹均匀，可以保证探测的稳定性。
9.根据权利要求7所述的一种基于超声波技术的自动探伤方法，其特征在于：S3中，第一电机转动并通过第一锥齿轮啮合第二锥齿轮转动，使与第二锥齿轮固定连接的转动杆转动，从而使与转动杆固定连接的转动齿轮啮合齿槽沿扫描架移动。
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