CN110672723B - 超声波检测缺陷测定尺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波检测缺陷测定尺，包括滑动轨道、光电装置、夹持装置和计数滚轮四部分，其中：所述滑动轨道用于限定方向，包括滑道本体和轨道加长部分；所述光电装置用于定位，包括激光头，分光棱镜以及液晶显示模块；所述夹持装置用于夹持探头，包括一对对称的夹板，通过连接部分将两个夹板刚接成整体结构；所述计数滚轮用于测长，包括对侧设置的两个滚轮架，每个滚轮架两侧各设置两个滚轮。本发明通过凹槽将探头与直尺固定，解决了测定基点不准确的问题，通过激光与滑轨确定缺陷位置，极大提高了检测精度与准确度。本发明多处设置永久磁体，可以将探头及测定尺固定到工件上，方便检测操作，减少了人工辅助。

Description

超声波检测缺陷测定尺

技术领域

本发明涉及一种超声波检测缺陷的测量、定位装置，尤其涉及一种用于焊缝的超声波检测，属于无损检测领域。

背景技术

超声波检测是最常用的无损检测方式之一， A型脉冲式超声波检测以其设备便携，操作简单，检出率高，成本低廉等优势，广泛应用于能源电力、石油化工、铁路、船舶、机械制造等行业。斜探头超声检测时，是通过斜探头发出的超声波进行扫查缺陷；检测仪得到缺陷反射波的信号后，以探头为基准，用普通的钢直尺对缺陷进行定位、测量长度；然后对工件中的缺陷进行质量分级。主要包括如下步骤：1）移动超声波探头，得到声波反射处即缺陷的深度、距离等参数；2）根据相关参数，用钢直尺量出探头到缺陷的水平距离；3）将探头始终位置标记，用钢直尺量出标记长度，即为缺陷长度。

目前，钢直尺测定缺陷主要存在以下缺点：1）直尺与探头没有对应的接口，在校准探头和实际时直尺的放置没有固定的基点。增加了误差；2）当探头斜平行扫查时，无法精确固定直尺角度，对缺陷的测量误差较大；3）当探头移动时测量，钢直尺难以操作，也严重了降低钢直尺的准确度；4）当仰面检测时，视线受阻，缺陷标记时难以放置钢直尺。记录缺陷时，无法实现单人操作，需要辅助；5）当检测大型管道时候，直尺在量程往往不足，二次测量加大了误差值：6）当工件为圆柱形或环形焊缝时，若曲率较小，钢直尺无法确定缺陷的周向位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种超声波检测缺陷测定尺。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种超声波检测缺陷测定尺，包括滑动轨道、光电装置、夹持装置和计数滚轮四部分，其中：

所述滑动轨道用于限定方向，包括滑道本体和轨道加长部分；

所述光电装置用于定位，包括激光头，分光棱镜以及液晶显示模块；

所述夹持装置用于夹持探头，包括一对对称的夹板，通过连接部分将两个夹板刚接成整体结构；

所述计数滚轮用于测长，包括对侧设置的两个滚轮架，每个滚轮架两侧各设置两个滚轮；

所述滑道本体的前段固定到夹持装置上，并有三角块加以稳固，夹板与滑动轨道装置进行刚性固定；激光头放置到液晶显示模块中，一起构成的电子模块，放置到夹持装置中；计数滚轮的每个滚轮架上方设置两个弹簧，压制在夹持装置的滑动槽中。

所述的轨道及加长部分呈“[]”型；轨道上方及两侧标识刻度，用来计量长度；滑道本体的侧面设置一对长条磁铁I，对称设置；在正上方设置一对双通孔，对称设置，四个通孔呈矩形排列，长条磁铁I可以在侧面360°旋转，当长条磁铁I垂直放置时，可以将滑道本体固定到工件表面。

所述加长部分前段设置同样的长条磁铁II与双通孔，使用加长部分时，轨道每侧四个通孔一字排开，通过一对销钉进行固定，每侧由两个销钉上下交错穿入，将加长部分与滑道本体紧密的连接在一起；加长部分的长条磁铁II可以垂直放置，可以支撑整个的装置；而滑动轨道的长条磁铁I可以水平放置，既可以平衡整个装置又可以限制加长部分的横向移动。

所述的光电装置的分光棱镜上有凹槽，配合滑动轨道，前后移动；激光头将发射的激光穿过分光棱镜后，转向90°；转向后的激光通过滑动轨道装置上的刻度，对缺陷的水平距离进行度量；分光棱镜两侧设有凹槽，既方便在轨道上滑动，又防止棱镜脱落。

电子模块所需的电源，既可以用超声波检测的USB接口供电，也可以单独由纽扣电池供电。

所述的夹持装置根据制作的材料，可以整体结构成型，也可以后期选择焊接、热熔或黏合等方式拼接；所述连接部分根据光电装置的需要，设置足够的空间，每侧的夹板上设置两个对称的水平螺纹通孔，两个夹板内侧的螺纹通孔处设置橡胶垫，橡胶垫设置正反波纹，防止探头滑落；通过手动旋转沉头螺钉以适应不同探头的规格；每侧的夹板垂直方向设置滑动槽，方便计数滚轮上下滑动。

所述的计数滚轮，每侧的滚轮上呈180°放置两块计数磁铁，四块磁铁相隔90°均匀放置，在滚轮的斜上方，滚轮架上设置磁感应器，通过感应计数磁铁的数量和滚轮周长来测量长度。

每个滚轮架的末尾通过铰链接一个拉力磁铁，拉力磁铁不仅可以将探头及测定尺固定到工件表面，在探头扫查时进一步增加了探头和计数滚轮的接触性；铰链接可以适应不同曲率的工件，也拉开了滚轮架的距离，防止拉力磁铁干扰磁感应器。

所述滑道本体与三角块及夹板采用焊接、热熔胶或黏接剂方式连接。

有益效果：

本发明通过凹槽将探头与直尺固定，解决了测定基点不准确的问题，通过激光与滑轨确定缺陷位置，极大提高了检测精度与准确度。

本发明多处设置永久磁体，可以将探头及测定尺固定到工件上，方便检测操作，减少了人工辅助。

本发明于探头两侧设有滚轮，通过对滚轮圈数计数，来计量缺陷长度，精确高效，适应性好。同时也可以进行在周向定位，方便记录在工件上的位置。

1、本发明将探头和直尺有效的固定在一起，使缺陷定位有了固定的基准点，减少了手工误差，提高缺陷定位的可靠性。

2、本发明通过简单组合，增加了测量的量程。拆解后方便携带，可以代替钢直尺使用。

3、本发明通过激光标记了缺陷的位置，提高了检测人员标记缺陷的准确度，同时在工件返修时，有了极为准确的参考。

4、本发明可以将探头固定在工件表面，减少了人员检测操作的复杂程度，尤其处于仰面检测时，实现单人操作，节约人工成本，高空作业时降低了安全风险。

5、本发明设置的计数装置，适应不同曲率的工件，精度高，为缺陷的评级提供了精确的依据，同时增加缺陷记录的可重复性。

附图说明

图1为本发明的结构示意主视图；

图2为本发明的结构示意侧视图；

图3为本发明滑动轨道的结构示意图；

图4为本发明光电装置的结构示意图；

图5为本发明夹持装置的结构示意图；

图6为本发明夹板的横截面示意图；

图7为本发明计数滚轮的结构示意图；

图8为本发明测定状态俯视示意图。

图中：1滑动轨道、2光电装置、3夹持装置、4计数滚轮、11滑道本体、12加长部分、13三角块、14长条磁铁I、15双通孔、16长条磁铁II、17销钉、21激光头、22分光棱镜、23液晶显示模块、31夹板、32连接部分、33螺纹通孔、34沉头螺钉、35橡胶垫、36滑动槽、41滚轮架、42滚轮、43计数磁铁、44磁感应器、45弹簧、46拉力磁铁。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

图1所示为本发明的结构示意主视图。

图2所示为本发明的结构示意侧视图。

本发明提供了一种超声波检测缺陷测定尺，包括滑动轨道1、光电装置2、夹持装置3和计数滚轮4四部分，其中：

所述滑动轨道1用于限定方向，包括滑道本体11和轨道加长部分12（如图3所示）；

所述光电装置2用于定位，包括激光头21，分光棱镜22以及液晶显示模块23（如图4所示）；

所述夹持装置3用于夹持探头，包括一对对称的夹板31，通过连接部分32将两个夹板刚接成整体结构（如图5所示）；

所述计数滚轮4用于测长，包括对侧设置的两个滚轮架41，每个滚轮架41两侧各设置两个滚轮42（如图7所示）；

所述滑道本体11的前段固定到夹持装置3上，并有三角块13加以稳固，以保证轨道的稳定性；夹板31与滑动轨道1进行刚性固定；激光头21放置到液晶显示模块23中，一起构成的电子模块，放置到夹持装置3中，既节约空间，又方便电路设计；计数滚轮4的每个滚轮架41上方设置两个弹簧45，压制在夹持装置3的滑动槽36中（如图6所示）。以保证滚轮42能和工件有良好的接触。

所述的轨道及加长部分呈“[]”型；轨道上方及两侧标识刻度，用来计量长度；滑道本体11的侧面设置一对长条磁铁I14，对称设置；在正上方设置一对双通孔15，对称设置，四个通孔呈矩形排列，长条磁铁I14可以在侧面360°旋转，当长条磁铁I14垂直放置时，可以将滑道本体11固定到工件表面。

所述加长部分12前段设置同样的长条磁铁II16与双通孔15，使用加长部分12时，轨道每侧四个通孔一字排开，通过一对销钉17进行固定，每侧由两个销钉17上下交错穿入，将加长部分12与滑道本体11紧密的连接在一起；加长部分的长条磁铁II16可以垂直放置，可以支撑整个的装置；而滑动轨道的长条磁铁I14可以水平放置，既可以平衡整个装置又可以限制加长部分12的横向移动。

所述的光电装置2的分光棱镜22上有凹槽，配合滑动轨道，前后移动。激光头21将发射的激光穿过分光棱镜22后，转向90°；转向后的激光通过滑动轨道装置上的刻度，对缺陷的水平距离进行度量；分光棱镜22两侧设有凹槽，既方便在轨道上滑动，又防止棱镜脱落。

电子模块所需的电源，既可以用超声波检测的USB接口供电，也可以单独由纽扣电池供电。激光头21只是共用电子系统的电源，并没有其他的电路逻辑关系。

所述的夹持装置3根据制作的材料，可以整体结构成型，也可以后期选择焊接、热熔或黏合等方式拼接；所述连接部分32根据光电装置2的需要，设置足够的空间，每侧的夹板31上设置两个对称的水平螺纹通孔33，两个夹板31内侧的螺纹通孔33处设置橡胶垫35，橡胶垫35设置正反波纹，防止探头滑落；通过手动旋转沉头螺钉34以适应不同探头的规格；每侧的夹板31垂直方向设置滑动槽36，方便计数滚轮4上下滑动。

所述的计数滚轮4，每侧的滚轮42上在180°放置两块计数磁铁43，四块磁铁相隔90°均匀放置到两个滚轮42外侧，在滚轮42的斜上方，滚轮架41上设置磁感应器44，通过感应计数磁铁43的数量和滚轮周长来测量长度。

每个滚轮架41的末尾通过铰链接一个拉力磁铁46，拉力磁铁46不仅可以将探头及测定尺固定到工件表面，在探头扫查时进一步增加了探头和计数滚轮4的接触性；铰链接可以适应不同曲率的工件，也拉开了滚轮架的距离，防止拉力磁铁46干扰磁感应器44。

所述滑道本体11与三角块13及夹板31采用焊接、热熔胶或黏接剂方式连接。

图8所示为本发明测定状态俯视示意图。

在使用本发明进行缺陷测量时，首先将超声波探头置于夹板31中，通过调整两侧沉头螺钉34进行固定，并调整探头处于居中位置，探头下部适当超出夹板31，以保证探头与工件的接触良好。在工件上使用时，可先将长条磁铁I14收到水平位置，根据超声波的检测要求进行扫查。发现缺陷后，将长条磁铁I14放到竖直位置，以固定到工件表面。然后打开激光头21，移动分光棱镜22，用转向后的激光束确定所需距离的位置。

在使用加长部分12时，将有双通孔15的一端与滑动轨道11相对接，然后用销钉17在轨道两侧的上下两个方向插入，轨道及加长部分共有8个通孔，对称分布两侧，用“U”销钉17进行固定；加长部分12受重力作用造成销钉17会轻微变形，因此从下方穿入的销钉17也不会脱落。轨道及加长部分两侧分别有两个长条磁铁，磁铁可以360°旋转。将长条磁铁11旋转到水平位置，对加长部分12进行移动限制。将长条磁铁II16旋转到竖直位置，进一步平衡整个轨道的受力，同时也将整个装置固定到工件上。

在使用计长功能时，打开相应电子系统，将计数滚轮周长的1/4设置到系统内，根据计数磁铁43转过的个数，进行距离的累加，对应的结果显示到液晶显示屏上。两侧的计数滚轮独立计算，在液晶显示屏上可以通过手动切换显示。两者数据的平均值进一步缩小了测量误差。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (9)

1.一种超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：包括滑动轨道（1）、光电装置（2）、夹持装置（3）和计数滚轮（4）四部分，其中：

所述滑动轨道（1）用于限定方向，包括滑道本体（11）和轨道加长部分（12）；

所述光电装置（2）用于定位，包括激光头（21），分光棱镜（22）以及液晶显示模块（23）；

所述夹持装置（3）用于夹持探头，包括一对对称的夹板（31），通过连接部分（32）将两个夹板刚接成整体结构；

所述计数滚轮（4）用于测长，包括对侧设置的两个滚轮架（41），每个滚轮架（41）两侧各设置两个滚轮（42）；

所述滑道本体（11）的前段固定到夹持装置（3）上，并有三角块（13）加以稳固，夹板（31）与滑动轨道（1）进行刚性固定；激光头（21）放置到液晶显示模块（23）中，一起构成的电子模块，放置到夹持装置（3）中；计数滚轮（4）的每个滚轮架（41）上方设置两个弹簧（45），压制在夹持装置（3）的滑动槽（36）中。

2.根据权利要求1所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：所述的轨道及加长部分呈“[]”型；轨道上方及两侧标识刻度，用来计量长度；滑道本体（11）的侧面设置一对长条磁铁I（14），对称设置；在正上方设置一对双通孔（15），对称设置，四个通孔呈矩形排列，长条磁铁I（14）可以在侧面360°旋转，当长条磁铁I（14）垂直放置时，可以将滑道本体（11）固定到工件表面。

3.根据权利要求2所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：所述加长部分（12）前段设置同样的长条磁铁II（16）与双通孔（15），使用加长部分（12）时，轨道每侧四个通孔一字排开，通过一对销钉（17）进行固定，每侧由两个销钉（17）上下交错穿入，将加长部分（12）与滑道本体（11）紧密的连接在一起；加长部分的长条磁铁II（16）可以垂直放置，可以支撑整个的装置；而滑动轨道的长条磁铁I（14）可以水平放置，既可以平衡整个装置又可以限制加长部分（12）的横向移动。

4.根据权利要求1所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：所述的光电装置（2）的分光棱镜（22）上有凹槽，配合滑动轨道，前后移动；激光头（21）将发射的激光穿过分光棱镜（22）后，转向90°；转向后的激光通过滑动轨道装置上的刻度，对缺陷的水平距离进行度量；分光棱镜（22）两侧设有凹槽，既方便在轨道上滑动，又防止棱镜脱落。

5.根据权利要求4所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：电子模块所需的电源，既可以用超声波检测的USB接口供电，也可以单独由纽扣电池供电。

6.根据权利要求1所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：所述的夹持装置（3）根据制作的材料，可以整体结构成型，也可以后期选择焊接、热熔或黏合方式拼接；所述连接部分（32）根据光电装置（2）的需要，设置足够的空间，每侧的夹板（31）上设置两个对称的水平螺纹通孔（33），两个夹板（31）内侧的螺纹通孔（33）处设置橡胶垫（35），橡胶垫（35）设置正反波纹，防止探头滑落；通过手动旋转沉头螺钉（34）以适应不同探头的规格；每侧的夹板（31）垂直方向设置滑动槽（36），方便计数滚轮（4）上下滑动。

7.根据权利要求1所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：所述的计数滚轮（4），每侧的滚轮（42）上在180°放置两块计数磁铁（43），四块磁铁相隔90°均匀放置，在滚轮（42）的斜上方，滚轮架（41）上设置磁感应器（44），通过感应计数磁铁（43）的数量和滚轮周长来测量长度。

8.根据权利要求7所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：每个滚轮架（41）的末尾通过铰链接一个拉力磁铁（46），拉力磁铁（46）不仅可以将探头及测定尺固定到工件表面，在探头扫查时进一步增加了探头和计数滚轮（4）的接触性；铰链接可以适应不同曲率的工件，也拉开了滚轮架的距离，防止拉力磁铁（46）干扰磁感应器（44）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的超声波检测缺陷测定尺，其特征在于：所述滑道本体（11）与三角块（13）及夹板（31）采用焊接、热熔胶或黏接剂方式连接。