CN110632183A - 一种声发射探头或超声波探头的固定装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种声发射探头或超声波探头的固定装置和方法，固定装置包括内部带有螺纹的磁性底座、连接杆、主轴、球形万向节、连接套筒、调节螺丝、探头包容盒、固定螺丝、固定弹簧、垫片、固定环；磁性底座上方与第一连接杆相连，第一连接杆上设有若干连接套筒，连接套筒上垂直连接水平轴，水平轴通过球形万向节与第二连接杆相连，第二连接杆通过内置螺纹与第三连接杆垂直连接；第三连接杆通过内部螺纹与调节螺丝连接，调节螺丝与通过内部螺纹与探头包容盒连接；第二连接杆的端部设置声发射探头或超声波探头，探头的方向能随球形万向节转动。本发明可以将声发射探头或超声波探头快速地固定在试件上，大大提高了试验的效率；操作简便快捷。

Description

一种声发射探头或超声波探头的固定装置和方法
技术领域
本发明涉及一种声发射探头或超声波探头的固定装置和方法，具体地说是一种简单方便的强化声发射探头和超声波探头稳定性的装置及使用方法，属于岩石力学试验技术领域。
背景技术
岩石力学试验是用于探究岩石性质的重要方法之一，近年来，为了研究岩石的损伤裂纹演化规律，人们将声发射检测技术与超声波检测技术应用于岩石力学试验中。
试件在外力作用下，内部会发生损伤破裂，岩石在发生损伤破裂的同时会发出弹性波，这种现象称为声发射现象。这种现象可以通过声发射检测系统进行检测。超声波是一种波，因此它在传输过程中服从波的传输规律，当试件内部发生破损时，波的传播速度和幅度会发生变化，因此可以通过波速和波幅来反映试件的内部破损情况。
声发射检测的关键是将探头准确的安装在物体表面，实际操作过程中，人们大多数采用胶或皮筋将声发射探头固定在物体表面，这些方法不但费时费力，而且在物体受力变形过程中容易使探头脱落，无法保证试验结果的准确性，还有可能摔坏探头。
超声波检测的关键是将探头准确的安装在试件表面，实际操过程中，由于超声波探头较重，无法粘贴在试件表面，人们大多采用手持的方法进行固定，这种方法费时费力且固定位置容易发生变化。
发明内容
本发明旨在提供一种声发射探头或超声波探头的固定装置和方法，具体是提供强化声发射探头和超声波探头稳定性的装置及使用方法，省时省力且试验结果准确度高。
本发明提供了一种声发射探头或超声波探头的固定装置，包括内部带有螺纹的磁性底座、连接杆、主轴、球形万向节、连接套筒、调节螺丝、探头包容盒、固定螺丝、固定弹簧、垫片、固定环；
磁性底座上方与第一连接杆相连，第一连接杆上设有若干连接套筒，连接套筒上垂直连接水平轴，水平轴通过球形万向节与第二连接杆相连，第二连接杆通过内置螺纹与第三连接杆垂直连接；第三连接杆通过内部螺纹与调节螺丝连接，调节螺丝与通过内部螺纹与探头包容盒连接；第二连接杆的端部设置声发射探头或超声波探头，探头的方向能随球形万向节转动。
作为一种优选方案，在第二连接杆的端部设有探头包容盒，整体技术方案为：所述底座通过内部螺纹与第一连接杆连接，第一连接杆与主轴通过第一球形万向节连接。连接套筒套在主轴上，通过旋钮固定位置，连接套筒与第二连接杆通过第二球形万向节连接，第二连接杆与第三连接杆通过内部螺纹连接，第三连接杆通过内部螺纹与调节螺丝连接，调节螺丝与探头包容盒连接，包容盒左右两侧设有固定螺丝、底部设有固定弹簧用于安装固定声发射探头。
作为另一种优选方案，在第二连接杆的端部通过内部螺纹与固定环连接，固定环上方与调节螺丝连接，用于安装和固定超声波探头。
优选地，底座为磁性底座，可以通过开关固定在实验机上。
优选地，第一连接杆与主轴之间通过第一球形万向节进行连接，可以将主轴在0°～360°之间任意旋转。
优选地，同一主轴上可以套1～4个连接套筒，根据试验需求来确定连接套筒的数量，连接套筒通过旋钮来控制其高度。
优选地，连接套筒与第二连接杆通过第二球形万向节连接，可以任意的改变第二连接杆的角度。
优选地，探头包容盒左右两侧对称设置固定螺丝，下部设置固定弹簧，适用于多种尺寸探头的固定。
优选地，可根据测试需求选择连接套筒的类型和数量，可同时安装声发射探头和超声波探头，也可以单独安装多个声发射探头或超声波探头。
本发明提供了上述传感器的固定方法，采用上述传感器的固定装置实施，包括以下步骤：
a.根据测试要求确定安装声发射探头和传感器探头的数量和位置；
b.确定安装探头的数量和位置后将其通过连接套筒安装在主轴上，调节好高度后通过旋钮进行固定；
c.将试件表面探头待安装位置进行光滑处理并做好标记；
d.将声发射探头先放置在底部固定弹簧上，通过左右旋转两侧螺丝进行固定，将探头表面涂抹耦合剂后与试件表面接触，旋转后方调节螺丝将其紧靠在试件待测位置处。
e.将超声波探头套入固定环中，将探头上涂抹耦合剂并将其与试件表面接触，用调节螺丝将其固定。
本发明的有益效果是：
本发明可以将声发射探头或超声波探头快速地固定在试件上，一个试件检测完后无需进行拆装，可直接用于下一试件，大大提高了试验的效率；结构中包含两个以上的球形万向节，可以将探头调整至任意角度；同一主轴可以同时安装1～4个声发射探头或超声波探头，节约了成本与空间；探头包容盒里面设置两个固定螺丝、一个固定弹簧和一个调节螺丝，可将探头牢固的固定在试件表面，操作简便快捷。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明只安装声发射探头连杆结构示意图；
图3是本发明只安装超声波探头连杆结构示意图；
图4是本发明磁性底座结构示意图；
图5是本发明声发射探头安装连杆结构示意图；
图6是本发明超声波探头安装连杆结构示意图；
图7是本发明探头包容盒结构示意图；
图8是本发明同一主轴安装2个声发射探头安装连杆结构示意图；
图9是本发明用于圆柱体试件的结构示意图；
图10是本发明用于圆柱体试件在另一方向上的结构示意图；
图11是本发明用于立方体试件上的结构示意图；
图中：1—底座；2—第一连接杆；3—主轴；4—第一球形万向节；5—连接套筒；6—第二连接杆；7—第二球形万向节；8—第三连接杆；9—调节螺丝；10—探头包容盒；11—固定螺丝；12—固定弹簧；13—垫片；14—固定环；15—第二调节螺丝；16—声发射探头；17—圆柱体试件；18—超声波探头；19—长方体试件。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
如图1~11所示，一种声发射探头或超声波探头的固定装置，包括内部带有螺纹的磁性底座1、连接杆、主轴3、球形万向节、连接套筒5、调节螺丝、探头包容盒10、固定螺丝11、固定弹簧12、垫片13、固定环14；
磁性底座1上方与第一连接杆2相连，第一连接杆2上设有若干连接套筒5，连接套筒5上垂直连接水平轴，水平轴通过球形万向节与第二连接杆6相连，第二连接杆6通过内置螺纹与第三连接杆8垂直连接；第三连接杆8通过内部螺纹与调节螺丝9连接，调节螺丝9与通过内部螺纹与探头包容盒10连接；第二连接杆的端部设置声发射探头或超声波探头，探头的方向能随球形万向节转动。
作为一种优选方案，在第二连接杆6的端部设有探头包容盒10，整体技术方案为：所述底座1通过内部螺纹与第一连接杆2连接，第一连接杆2与主轴3通过第一球形万向节4连接。连接套筒5套在主轴上，通过旋钮固定位置，连接套筒5与第二连接杆6通过第二球形万向节7连接，第二连接杆6与第三连接杆8通过内部螺纹连接，第三连接杆8通过内部螺纹与调节螺丝9连接，调节螺丝9与探头包容盒10连接，包容盒左右两侧设有固定螺丝11、底部设有固定弹簧12用于安装固定声发射探头。如图2所示。
作为另一种优选方案，在第二连接杆的端部通过内部螺纹与固定环14连接，固定环14上方与第二调节螺丝15连接，用于安装和固定超声波探头。 如图3所示。
优选地，底座1为内置螺纹的磁性底座，可以通过开关固定在实验机上。 如图4所示。
优选地，第一连接杆2与主轴3之间通过第一球形万向节4进行连接，可以将主轴在0°～360°之间任意旋转。
优选地，同一主轴上可以套1～4个连接套筒，根据试验需求来确定连接套筒的数量，连接套筒通过旋钮来控制其高度。
优选地，连接套筒5与第二连接杆6通过第二球形万向节7连接，可以任意的改变第二连接杆6的角度。
优选地，探头包容盒10左右两侧对称设置固定螺丝11，下部设置固定弹簧12，适用于多种尺寸探头的固定。
优选地，可根据测试需求选择连接套筒的类型和数量，可同时安装声发射探头和超声波探头，也可以单独安装多个声发射探头或超声波探头。
如图5所示，声发射探头安装连杆结构，可通过连接套筒固定在主轴上，同一主轴上可固定多个连接套筒。
图6为超声波探头的安装结构示意图。
如图7所示，探头包容盒左右两侧布置了固定螺丝，后部与调节螺丝连接，下部为固定弹簧，弹簧与螺丝上分别连接一个垫板，以便于声发射探头的安装与固定。
如图8所示，可将多个声发射探头安装连杆机构安装在同一主轴上，首先根据试验要求确定所需声发射探头数量，确定位置后调整安装角度将探头安装在预设位置上。
本实施例提供了上述强化声发射探头和超声波探头稳定性的装置的使用方法，包括以下步骤：
a.根据测试要求确定安装探头的类型、数量和位置；
b.根据要安装探头的类型和数量确定连接杆的类型和数量，将其通过连接套筒安装在主轴上，调节好高度后通过旋钮进行固定；
c.将试件表面探头待安装位置进行光滑处理并做好标记；
d.将声发射探头先放置在底部固定弹簧上，通过左右旋转两侧螺丝进行固定，将探头表面涂抹耦合剂后与试件表面接触，旋转后方调节螺丝将其紧靠在试件待测位置处。
e.将超声波探头套入固定环中，将探头上涂抹耦合剂并将其与试件表面接触，用调节螺丝将其固定。
图9和图10是本发明用于圆柱体试件的结构示意图；在圆柱体试件的外表面上设有若干传感器探头（两种均可以设置），用本发明所述装置将探头进行固定。
图11是本发明用于立方体试件的结构示意图；在立方体试件的外表面上设有若干传感器探头（两种均可以设置），用本发明所述装置将探头进行固定。
上述为本发明的实施方式，应当指出，本发明并不限于上述实施方式，可以依据本发明的实质对其进行简单修改，这些均属于本发明的技术方案范围。

Claims (10)

1.一种声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：包括内部带有螺纹的磁性底座、连接杆、主轴、球形万向节、连接套筒、调节螺丝、探头包容盒、固定螺丝、固定弹簧、垫片、固定环；
磁性底座上方与第一连接杆相连，第一连接杆上设有若干连接套筒，连接套筒上垂直连接水平轴，水平轴通过球形万向节与第二连接杆相连，第二连接杆通过内置螺纹与第三连接杆垂直连接；第三连接杆通过内部螺纹与调节螺丝连接，调节螺丝与通过内部螺纹与探头包容盒连接；第二连接杆的端部设置声发射探头或超声波探头，探头的方向能随球形万向节转动。
2.根据权利要求1所述的声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：在第二连接杆的端部设有探头包容盒，所述底座通过内部螺纹与第一连接杆连接，第一连接杆与主轴通过第一球形万向节连接；连接套筒套在主轴上，通过旋钮固定位置，连接套筒与第二连接杆通过第二球形万向节连接，第二连接杆与第三连接杆通过内部螺纹连接，第三连接杆通过内部螺纹与调节螺丝连接，调节螺丝与探头包容盒连接，包容盒左右两侧设有固定螺丝，底部设有固定弹簧用于安装声发射探头。
3.根据权利要求1所述的声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：在第二连接杆的端部通过内部螺纹与固定环连接，固定环上方与调节螺丝连接，用于安装和固定超声波探头。
4.根据权利要求1所述的声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：底座（1）为磁性底座，通过开关固定在实验机上。
5.根据权利要求1所述的声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：第一连接杆（2）与主轴（3）之间通过第一球形万向节进行连接，将主轴在0°～360°之间任意旋转。
6.根据权利要求1所述的声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：同一主轴上可以套1～4个连接套筒，根据试验需求来确定连接套筒的数量，连接套筒通过旋钮来控制其高度。
7.根据权利要求1所述的声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：连接套筒（5）与第二连接杆（6）通过第二球形万向节连接，能任意改变第二连接杆的角度。
8.根据权利要求1所述的声发射探头或超声波探头的固定装置，其特征在于：探头包容盒左右两侧对称设置固定螺丝，下部设置固定弹簧，适用于多种尺寸探头的固定。
9.一种声发射探头或超声波探头的固定方法，采用权利要求1~8任一项所述的声发射探头或超声波探头的固定装置实施，其特征在于包括以下步骤：
a.根据测试要求确定安装声发射探头和传感器探头的数量和位置；
b.确定安装探头的数量和位置后将其通过连接套筒安装在主轴上，调节好高度后通过旋钮进行固定；
c.将试件表面探头待安装位置进行光滑处理并做好标记；
d.将声发射探头先放置在底部固定弹簧上，通过左右旋转两侧螺丝进行固定，将探头表面涂抹耦合剂后与试件表面接触，旋转后方调节螺丝将其紧靠在试件待测位置处；
e.将超声波探头套入固定环中，将探头上涂抹耦合剂并将其与试件表面接触，用调节螺丝将其固定。
10.根据权利要求9所述的声发射探头或超声波探头的固定方法，其特征在于：根据测试需求选择连接套筒的类型和数量，能同时安装声发射探头和超声波探头，或者单独安装多个声发射探头或超声波探头。
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