CN111351847A - 定位导向装置、环形探头涡流检测系统及检测方法 - Google Patents

定位导向装置、环形探头涡流检测系统及检测方法 Download PDF

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彭智伟
王竹林
徐矛
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张雪奇
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Abstract

本发明属于检测技术领域，具体涉及定位导向装置、环形探头涡流检测系统及检测方法。该定位导向装置包括：导向杆和真空吸盘，其中，导向杆与真空吸盘同心，导向杆的一端与真空吸盘紧密连接，导向杆的外径等于环形探头内径，真空吸盘按压后的外径与连接件的外径相同，所述导向装置的材料为绝缘隔磁材料。本发明解决了对飞机埋头连接件孔边近表面裂纹使用环形探头进行检测时，还没有一种可靠的对中方法的问题，保证了环形探头与埋头螺栓孔同心，从而提高了对飞机埋头螺栓孔边近表面裂纹检测的稳定性、可靠性和灵敏度，同时还提高了检测的效率。

Description

定位导向装置、环形探头涡流检测系统及检测方法
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及定位导向装置、环形探头涡流检测系统及检测方法。
背景技术
埋头连接件连接是飞机上普遍使用的连接方式，大多数关键承力构件如飞机机身外蒙皮与机身各框、梁的连接，飞机机翼蒙皮与机翼前后梁、各长桁连接等等都是采用这种连接。
在飞机运营过程中，部分埋头连接件孔边近表面就会产生裂纹，并且裂纹会发生缓慢扩展逐渐接近容限值，而涡流检测就是要在裂纹达到容限值前检测出来，并且具有90％的检出概率和95％的置信度。多层结构缺陷示如图1所示，其中1为顶层蒙皮，2为覆盖铺层，3为疲劳裂纹。因此能否可靠的检出连接件的孔边裂纹关系整个飞机的飞行和试验安全。
在涡流检测埋头连接件孔边近表面裂纹经常会使用环形探头，检测时要将环形探头套在埋头连接件孔上并与连接件孔同心。
目前，对飞机埋头连接件孔边近表面裂纹使用环形探头进行检测时，还没有一种可靠的对中方法，而检测发现该类裂纹关系着整个飞机的安全。
现行的操作是检测人员采用目视对中方法，由于环形探头的遮盖常常造成对中不准，存在的问题如下：
1由于埋头连接件与孔周围平齐，检测时线圈不易对准连接件孔，就需要不断调整位置，使得检测效率低；
2由于对中不准，环形探头就会碰到连接件孔边，由于涡流的边缘效应而产生误报；
3由于对中不准，环形探头与连接件孔边不等距，造成检测灵敏度的下降。
发明内容
发明目的：提供定位导向装置、环形探头涡流检测系统及检测方法，以解决目视对中方法所导致的检测效率低、对中不准以及灵敏度下降的问题。
本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种环形探头涡流检测用定位导向装置，包括：导向杆和真空吸盘，其中，导向杆与真空吸盘同心，导向杆的一端与真空吸盘紧密连接，导向杆的外径等于环形探头内径，真空吸盘按压后的外径与连接件的外径相同，所述导向装置的材料为绝缘隔磁材料。
进一步地，导向杆的一端与真空吸盘紧密连接，具体包括：
导向杆的一端与真空吸盘粘结。
进一步地，所述导向杆为一端封口空心杆，其中封口端与真空吸盘粘结。
进一步地，导向杆外径比连接件孔外径小0.05㎜。
进一步地，所述导向装置的材料为硅橡胶或透明塑料。
进一步地，所述导向装置总高度为10mm至20㎜，总重量小于5g。
进一步地，真空吸盘吸力大于0.05KN且小于0.1KN。
第二方面，提供了一种环形探头涡流检测系统，包括：涡流探伤仪、环形探头、权利要求1至7所述的定位导向装置，其中，环形探头的内径应等于连接件孔外径，在测试时，定位导向装置通过吸盘固定在连接件盖上，环形探头套设在线圈定位导向装置上，环形探头与涡流探伤仪通过连接线连接。
第三方面，提供了一种环形探头涡流检测方法，所述方法利用权利要求5所述的环形探头涡流检测系统执行，所述方法包括：
将定位导向定位装置放置在连接件上并使其与连接件同心
推进导向杆将空气吸盘压紧在连接件盖上，使导向定位装置固定在连接件盖上；
将环形探头沿导向杆套在连接件孔边完成环形探头对中；
将环形探头与涡流探伤仪通过连接线连接进行检测。
进一步地，还包括：检测完成后，侧推拆下导向杆。
有益效果：
本发明利用了定位导向杆与连接件匹配对中，用真空吸盘将定位导向装置固定在连接件上，帮助环形探头进行对中，解决了对飞机埋头连接件孔边近表面裂纹使用环形探头进行检测时，还没有一种可靠的对中方法的问题。保证了环形探头与埋头螺栓孔同心，从而提高了对飞机埋头螺栓孔边近表面裂纹检测的稳定性、可靠性和灵敏度，同时还提高了检测的效率。
附图说明
图1为多层结构缺陷示意图；
图2为根据本发明实施例的定位导向装置示意图；
图3为利用定位导向装置进行检测的示意图；
其中，1顶层蒙皮，2覆盖铺层，3疲劳裂纹，4导向杆，5真空吸盘，6连接件，7蒙皮多层结构，8环形探头
具体实施方式
一种环形探头涡流检测用定位导向装置，包括导向杆4和真空吸盘5，其中，导向杆与真空吸盘同心，导向杆的一端与真空吸盘紧密连接，导向杆的外径等于环形探头内径，真空吸盘按压后的外径与连接件6的外径相同，所述导向装置的材料为绝缘隔磁材料。导向杆的一端可以与真空吸盘粘结，或者嵌入式连接。
设计环形探头的内径应等于连接件孔外径，要求公差(+0.2㎜，-0)，保证环形探头顺利套在连接件头部外侧，保证环形探头与导向杆使环形探头与连接件同心。
环形线圈定位导向装置，它们可以使检测获得比较好的灵敏度和可靠性。设计环形线圈定位导向装置时采用透明、轻便材料，更容易用于空间有限的区域。
由于涡流检测是利用电磁感应作用检测，设计环形线圈定位导向装置使用的材料不能用导电、导磁材料制造。为便于操作采用透明轻质材料制造(如硅橡胶、透明塑料、有机玻璃)，利于保证导向杆与连接件同心。
设计环形线圈定位导向装置由导向杆和真空吸盘组成，导向杆应与真空吸盘同心。导向杆采用一端封口空心杆，封口端与真空吸盘采用胶结连接，采用按压导向杆推压真空吸盘内排出空气，使真空吸盘锁紧在连接件头部(见图2)，图2为吸盘被按压之前和被按压之后的图，其中，4为导向杆，5为真空吸盘，6为连接件，7为蒙皮多层结构。
设计环形线圈定位导向装置采用导向杆外径应小于连接件孔外径0.05㎜；真空吸盘按压后直径与飞机埋头连接件头部外径相同，保证导向杆与连接件同心,提高检测的灵敏度。
导向杆前端与真空吸盘应紧密连接成为一体组成导向装置，同时应防止连接处有气体泄漏造成真空吸盘失效。导向装置总高度在10-20㎜。总重量小于5g。
作为固定方法。真空吸盘吸采用透明柔性材料制作(如硅橡胶)，真空吸盘按压后直径与飞机埋头连接件头部外径相同，保证真空吸盘与连接件头部完全贴合且同心。真空吸盘吸力应大于0.05KN，保证导向装置与连接件头部钉盖固定好。吸力应小于0.1KN，保证导向装置可顺利从连接件头部取下。
一种环形探头涡流检测系统包括涡流探伤仪、环形探头8、上述定位导向装置，其中，环形探头的内径应等于连接件孔外径，在测试时，定位导向装置通过吸盘固定在连接件盖上，环形探头套设在线圈定位导向装置上，环形探头与涡流探伤仪通过连接线连接进行原位检测。
一种环形探头涡流检测方法，利用上述系统执行，该方法包括：
步骤一：根据试验件被检测区域连接件孔的孔径定制环形探头涡流检测用定位导向装置，导向装置由导向杆和真空吸盘组成，导向杆应与真空吸盘同心。导向杆采用一端封口空心杆，封口端与真空吸盘采用胶结连接；
步骤二：放置定位导向装置在连接件上并使其与连接件同心；
步骤三：推进导向杆将空气吸盘压紧在连接件盖上，使导向装置固定在连接件盖上；
步骤四：将环形探头沿导向杆套在连接件孔边即可完成环形探头对中(见图3，其中3为疲劳裂纹，4为导向杆，6为连接件，7为蒙皮多层结构，8为环形探头)；
步骤五：检测完成后，侧推拆下导向杆，进行下一个连接件检测。
本发明的原理如下：
利用设计导向装置外径小于飞机埋头连接件孔外径+0.05㎜来保证导向杆与连接件孔同心,同时设计环形探头的内径应等于导向杆的外径，要求公差(+0.1㎜，-0)，保证环形探头顺利套在导向杆上，保证环形探头与导向杆使环形探头与连接件孔同心。
固定使用的原理是设计导向杆底端与空气吸盘连接，将其紧密连接组成一体，保障定位导向装置的稳定。
按压导向杆时推动将空气吸盘压平将空气吸盘中空气排出，造成空气吸盘内部负压，大气压将空气吸盘压在连接件上，使导向装置固定在埋头螺栓盖上。侧向推动导向杆时使空气吸盘与连接件头部产生缝隙，空气进入吸盘，内外压力平衡，大气对吸盘就失去压力，吸盘就失效掉下。
将环形探头沿导向杆套在连接件孔边即可完成对中定位和检测导向。
本发明的效果：本发明利用了定位导向杆与连接件匹配对中，用真空吸盘将定位导向装置固定在连接件上，帮助环形探头进行对中，解决了对飞机埋头连接件孔边近表面裂纹使用环形探头进行检测时，还没有一种可靠的对中方法的问题。该定位导向装置小巧、轻便、成本低，便于安装和拆卸，可重复使用，也可多个同时使用。该方法可以有效的将定位导向装置固定在埋头连接件盖上并保持同心，即保证了环形探头与埋头螺栓孔同心，从而提高了对飞机埋头螺栓孔边近表面裂纹检测的稳定性、可靠性和灵敏度，同时还提高了检测的效率。该方法应用到某型飞机疲劳试验中埋头连接件孔边近表面裂纹的原位检测中，可发现深度为2.0mm长度3.5mm的裂纹.保证了飞机结构的安全。该方法操作简单、方便、灵敏度高，可以在埋头连接件孔边原位实施，是一种实用、有效、可靠的埋头连接件孔边原位检测的方法。

Claims (10)

1.一种环形探头涡流检测用定位导向装置，其特征在于，包括：导向杆和真空吸盘，其中，导向杆与真空吸盘同心，导向杆的一端与真空吸盘紧密连接，导向杆的外径等于环形探头内径，真空吸盘按压后的外径与连接件的外径相同，所述导向装置的材料为绝缘隔磁材料。
2.根据权利要求1所述的定位导向装置，其特征在于，导向杆的一端与真空吸盘紧密连接，具体包括：
导向杆的一端与真空吸盘粘结。
3.根据权利要求1所述的定位导向装置，其特征在于，所述导向杆为一端封口空心杆，其中封口端与真空吸盘粘结。
4.根据权利要求1所述的定位导向装置，其特征在于，导向杆外径比连接件孔外径小0.05㎜。
5.根据权利要求1所述的定位导向装置，其特征在于，所述导向装置的材料为硅橡胶或透明塑料。
6.根据权利要求1所述的定位导向装置，其特征在于，所述导向装置总高度为10mm至20㎜，总重量小于5g。
7.根据权利要求1所述的定位导向装置，其特征在于，真空吸盘吸力大于0.05KN且小于0.1KN。
8.一种环形探头涡流检测系统，其特征在于，包括：涡流探伤仪、环形探头、权利要求1至7所述的定位导向装置，其中，环形探头的内径应等于连接件孔外径，在测试时，定位导向装置通过吸盘固定在连接件盖上，环形探头套设在线圈定位导向装置上，环形探头与涡流探伤仪通过连接线连接。
9.一种环形探头涡流检测方法，其特征在于，所述方法利用权利要求5所述的环形探头涡流检测系统执行，所述方法包括：
将定位导向定位装置放置在连接件上并使其与连接件同心
推进导向杆将空气吸盘压紧在连接件盖上，使导向定位装置固定在连接件盖上；
将环形探头沿导向杆套在连接件孔边完成环形探头对中；
将环形探头与涡流探伤仪通过连接线连接进行检测。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：检测完成后，侧推拆下导向杆。
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