CN111521137B - 一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，属于超声波测厚技术领域，一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，包括主机、探头本体和导线，主机和探头本体通过导线电性连接，探头本体的外端滑动连接有限位套筒和U型盘，本发明通过真空吸附板稳定吸附在管材表面，同时配合一对弹性卷轴和布带在弹力作用下的自动调节，使探头本体自动保持与管材外壁间的垂直度以及自身位置的稳定性，实现探头本体对管材的精准定位测量，并且，通过储液器为探头本体和管材之间空隙不断提供足量的耦合剂，使探头本体和管材之间在线接触的情况下也保持良好无缝隙的耦合状态，进一步保证了测量的准确性。

Description

一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置

技术领域

本发明涉及超声波测厚技术领域，更具体地说，涉及一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置。

背景技术

超声波测厚技术是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度，凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。

通过超声波在测量物体厚度时，需要将探头垂直于待测物体的表面，但在检测管材时，由于管壁不是平面，而常用探头表面为平面，与管壁接触为点接触或线接触，因而超声波测厚探头在检测时位置容易移动，造成测量结果存在较大的误差。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，它通过真空吸附板稳定吸附在管材表面，同时配合一对弹性卷轴和布带在弹力作用下的自动调节，使探头本体自动保持与管材外壁间的垂直度以及自身位置的稳定性，实现探头本体对管材的精准定位测量，并且，通过储液器为探头本体和管材之间空隙不断提供足量的耦合剂，使探头本体和管材之间在线接触的情况下也保持良好无缝隙的耦合状态，进一步保证了测量的准确性。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，包括主机、探头本体和导线，所述主机和探头本体通过导线电性连接，所述探头本体的外端滑动连接有限位套筒和U型盘，所述限位套筒的下端与U型盘的上端固定连接，所述限位套筒的内壁开设有环形槽，所述探头本体的外端固定连接有限位环，所述限位环滑动连接于环形槽的内部，所述U型盘的左右两侧端均开设有凹槽，所述凹槽的一对内壁之间固定连接有弹性卷轴，所述弹性卷轴的外侧设有布带，所述布带的一端与弹性卷轴固定连接，所述布带的另一端固定连接有真空吸附板，一对所述真空吸附板之间连接有螺栓组件，所述U型盘的内顶面开设有螺槽，所述螺槽的内部连接有储液器，所述储液器套于探头本体的外侧，本发明通过真空吸附板稳定吸附在管材表面，同时配合一对弹性卷轴和布带在弹力作用下的自动调节，使探头本体自动保持与管材外壁间的垂直度以及自身位置的稳定性，实现探头本体对管材的精准定位测量，并且，通过储液器为探头本体和管材之间空隙不断提供足量的耦合剂，使探头本体和管材之间在线接触的情况下也保持良好无缝隙的耦合状态，进一步保证了测量的准确性。

进一步的，所述真空吸附板包括竖板，所述竖板的上表面开设有内槽，所述竖板的内部开设有内腔，所述内腔的上表面和内槽的下表面之间开设有多个均匀分布的储气槽，所述内腔的内部滑动连接有底板，所述底板的上端固定连接有多个与储气槽一一对应的密封柱，所述密封柱滑动连接于储气槽的内部。

进一步的，所述内腔的下表面开设有竖滑槽，所述底板的下端固定连接有竖杆，所述竖杆滑动连接于竖滑槽的内部，所述竖杆的外端螺纹连接有螺母。

进一步的，所述竖板的上端固定连接有软硅胶圈，所述软硅胶圈位于内槽的槽口边缘处，通过手动将竖杆向外移出，带动底板和密封柱移动，密封柱逐渐移出储气槽，使得内槽内部的空气进入储气槽中，内槽内产生负气压，使得软硅胶圈紧紧吸附在管材表面，使竖板固定在管材表面。

进一步的，所述竖板上开设有一对螺孔，一对所述螺孔分别位于内腔的两侧，所述螺栓组件与螺孔螺纹连接，通过螺栓组件将一对竖板进行固定，使一对竖板紧密贴合同时吸附在管材表面，当真空吸附板固定后，在弹性卷轴弹力作用下，布带以最短长度包围在管材外表面，使得U型盘的下端与管材表面紧紧接触，并且，在不受外力作用下，一对弹性卷轴的弹力会自动调节直至保持一致，使得U型盘和一对布带以稳定状态贴合在管材表面，因此，在稳定状态下，一对布带的伸出长度相同，即U型盘和一对真空吸附板的中心线位于管材的同一条直径上，从而保证了探头本体与管材外壁间的垂直度以及探头本体位置的稳定性。

进一步的，所述储液器包括螺纹管，所述螺纹管与螺槽螺纹连接，所述螺纹管的下端固定连接有储液袋，所述储液袋上开设有多个均匀分布的圆孔，所述圆孔内壁固定连接有吸液棉，吸液棉可以吸收储存耦合剂，当探头本体的下端与管材外壁相互靠近时，储液袋夹在二者中间，多次上下移动探头本体，使得吸液棉受挤压不断流出耦合剂，填充在探头本体和管材之间，使探头本体和管材之间耦合良好，减小现有技术中探头本体和管材之间因线接触导致耦合剂缺失影响测量准确性的情况，在测量完毕后，可将储液器拆卸下来，对储液器和探头本体上的耦合剂进行清洗。

进一步的，所述U型盘的下端设有一对滚柱，所述U型盘的下端开设有一对弧形槽，所述滚柱转动连接于弧形槽的内部，所述滚柱位于U型盘的内侧边缘位置，通过滚柱可以方便U型盘在管材表面移动，同时不易对管材表面产生磨损。

进一步的，所述密封柱包括内嵌板和橡胶密封层，所述橡胶密封层固定连接于内嵌板的外表面，使密封柱与储气槽内壁之间具有良好的密封性，方便在管材表面实现真空吸附。

一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，其使用方法为：

S1、手动将装有耦合剂的储液器与螺槽连接，使储液器套于探头本体的下端外侧；

S2、拉动一对真空吸附板，所述布带伸长，将布带和真空吸附板包围在待测管材外表面，通过螺栓组件将一对真空吸附板连接固定；

S3、将软硅胶圈与管材表面紧贴，同时向外拉动竖杆，使内槽内的空气进入储气槽中，所述内槽内部产生负气压，使真空吸附板紧紧吸附在管材外壁上，通过螺母将竖杆位置固定；

S4、缓慢推动探头本体使其下端与管材外壁靠近，所述储液器内部的耦合剂受挤压通过吸液棉流出，填充在探头本体下端与管材外壁之间，随后手稳定探头本体的位置不变，开始进行壁厚测量。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过真空吸附板稳定吸附在管材表面，同时配合一对弹性卷轴和布带在弹力作用下的自动调节，使探头本体自动保持与管材外壁间的垂直度以及自身位置的稳定性，实现探头本体对管材的精准定位测量，并且，通过储液器为探头本体和管材之间空隙不断提供足量的耦合剂，使探头本体和管材之间在线接触的情况下也保持良好无缝隙的耦合状态，进一步保证了测量的准确性。

（2）通过手动将竖杆向外移出，带动底板和密封柱移动，密封柱逐渐移出储气槽，使得内槽内部的空气进入储气槽中，内槽内产生负气压，使得软硅胶圈紧紧吸附在管材表面，使竖板固定在管材表面。

（3）通过螺栓组件将一对竖板进行固定，使一对竖板紧密贴合同时吸附在管材表面，当真空吸附板固定后，在弹性卷轴弹力作用下，布带以最短长度包围在管材外表面，使得U型盘的下端与管材表面紧紧接触，并且，在不受外力作用下，一对弹性卷轴的弹力会自动调节直至保持一致，使得U型盘和一对布带以稳定状态贴合在管材表面，因此，在稳定状态下，一对布带的伸出长度相同，即U型盘和一对真空吸附板的中心线位于管材的同一条直径上，从而保证了探头本体与管材外壁间的垂直度以及探头本体位置的稳定性。

（4）储液器包括螺纹管，螺纹管与螺槽螺纹连接，螺纹管的下端固定连接有储液袋，储液袋上开设有多个均匀分布的圆孔，圆孔内壁固定连接有吸液棉，吸液棉可以吸收储存耦合剂，当探头本体的下端与管材外壁相互靠近时，储液袋夹在二者中间，多次上下移动探头本体，使得吸液棉受挤压不断流出耦合剂，填充在探头本体和管材之间，使探头本体和管材之间耦合良好，减小现有技术中探头本体和管材之间因线接触导致耦合剂缺失影响测量准确性的情况，在测量完毕后，可将储液器拆卸下来，对储液器和探头本体上的耦合剂进行清洗。

（5）U型盘的下端设有一对滚柱，U型盘的下端开设有一对弧形槽，滚柱转动连接于弧形槽的内部，滚柱位于U型盘的内侧边缘位置，通过滚柱可以方便U型盘在管材表面移动，同时不易对管材表面产生磨损。

（6）密封柱包括内嵌板和橡胶密封层，橡胶密封层固定连接于内嵌板的外表面，使密封柱与储气槽内壁之间具有良好的密封性，方便在管材表面实现真空吸附。

附图说明

图1为本发明在使用时的立体图；

图2为本发明的探头本体处的立体图；

图3为本发明在使用时的局部结构示意图；

图4为图3的局部放大图；

图5为本发明的真空吸附板处的局部立体图；

图6为本发明的真空吸附板处的正面结构示意图；

图7为本发明的储液器的立体图。

图中标号说明：

1主机、2探头本体、3限位套筒、301环形槽、4 U型盘、401螺槽、5弹性卷轴、6布带、7真空吸附板、71竖板、7101螺孔、7102内槽、7103储气槽、7104内腔、7105竖滑槽、72软硅胶圈、73密封柱、74底板、75竖杆、76螺母、8螺栓组件、9储液器、91螺纹管、92储液袋、93吸液棉、10限位环、11滚柱。

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，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1，一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，包括主机1、探头本体2和导线，主机1和探头本体2通过导线电性连接，请参阅图2和图3，探头本体2的外端滑动连接有限位套筒3和U型盘4，限位套筒3的下端与U型盘4的上端固定连接，请参阅图4，限位套筒3的内壁开设有环形槽301，探头本体2的外端固定连接有限位环10，限位环10滑动连接于环形槽301的内部，通过限位环10和环形槽301的配合使探头本体2可以上下移动，方便与管材外壁接触进行测量，U型盘4的左右两侧端均开设有凹槽，凹槽的一对内壁之间固定连接有弹性卷轴5，弹性卷轴5的外侧设有布带6，布带6的一端与弹性卷轴5固定连接，初始状态下时布带6缠绕于弹性卷轴5的外表面，当将布带6从弹性卷轴5上拉出时，弹性卷轴5对布带6具有一个回缩的弹力，请参阅图3，布带6的另一端固定连接有真空吸附板7，一对真空吸附板7之间连接有螺栓组件8，螺栓组件8包括紧固螺栓和紧固螺母，U型盘4的内顶面开设有螺槽401，螺槽401的内部连接有储液器9，储液器9套于探头本体2的外侧。

请参阅图5和图6，真空吸附板7包括竖板71，竖板71的上表面开设有内槽7102，竖板71的内部开设有内腔7104，内腔7104的上表面和内槽7102的下表面之间开设有多个均匀分布的储气槽7103，内腔7104的内部滑动连接有底板74，底板74的上端固定连接有多个与储气槽7103一一对应的密封柱73，密封柱73滑动连接于储气槽7103的内部，内腔7104的下表面开设有竖滑槽7105，底板74的下端固定连接有竖杆75，竖杆75滑动连接于竖滑槽7105的内部，竖杆75的外端螺纹连接有螺母76，竖板71的上端固定连接有软硅胶圈72，软硅胶圈72位于内槽7102的槽口边缘处，通过具有弹性的软硅胶圈72可以更紧密地与管材外表面接触，在固定真空吸附板7时，通过手动将竖杆75向外移出，带动底板74和密封柱73移动，密封柱73逐渐移出储气槽7103，使得内槽7102内部的空气进入储气槽7103中，内槽7102内产生负气压，使得软硅胶圈72紧紧吸附在管材表面，使竖板71固定在管材表面，密封柱73包括内嵌板和橡胶密封层，橡胶密封层固定连接于内嵌板的外表面，使密封柱73与储气槽7103内壁之间具有良好的密封性，方便在管材表面实现真空吸附。

请参阅图5和图6，竖板71上开设有一对螺孔7101，一对螺孔7101分别位于内腔7104的两侧，螺栓组件8与螺孔7101螺纹连接，通过螺栓组件8将一对竖板71进行固定，使一对竖板71紧密贴合同时吸附在管材表面，当真空吸附板7固定后，在弹性卷轴5弹力作用下，布带6以最短长度包围在管材外表面，使得U型盘4的下端与管材表面紧紧接触，并且，在不受外力作用下，一对弹性卷轴5的弹力会自动调节直至保持一致，使得U型盘4和一对布带6以稳定状态贴合在管材表面，因此，在稳定状态下，一对布带6的伸出长度相同，即U型盘4和一对真空吸附板7的中心线位于管材的同一条直径上，从而保证了探头本体2与管材外壁间的垂直度以及探头本体2位置的稳定性。

请参阅图4和图7，储液器9包括螺纹管91，螺纹管91与螺槽401螺纹连接，螺纹管91的下端固定连接有储液袋92，储液袋92上开设有多个均匀分布的圆孔，圆孔内壁固定连接有吸液棉93，吸液棉93可以吸收储存耦合剂，当探头本体2的下端与管材外壁相互靠近时，储液袋92夹在二者中间，多次上下移动探头本体2，使得吸液棉93受挤压不断流出耦合剂，填充在探头本体2和管材之间，使探头本体2和管材之间耦合良好，减小现有技术中探头本体2和管材之间因线接触导致耦合剂缺失影响测量准确性的情况，在测量完毕后，可将储液器9拆卸下来，对储液器9和探头本体2上的耦合剂进行清洗。

请参阅图4，U型盘4的下端设有一对滚柱11，U型盘4的下端开设有一对弧形槽，滚柱11转动连接于弧形槽的内部，滚柱11位于U型盘4的内侧边缘位置，通过滚柱11可以方便U型盘4在管材表面移动，同时不易对管材表面产生磨损。

一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，其使用方法为：

S1、手动将装有耦合剂的储液器9与螺槽401连接，使储液器9套于探头本体2的下端外侧；

S2、拉动一对真空吸附板7，布带6伸长，将布带6和真空吸附板7包围在待测管材外表面，通过螺栓组件8将一对真空吸附板7连接固定；

S3、将软硅胶圈72与管材表面紧贴，同时向外拉动竖杆75，使内槽7102内的空气进入储气槽7103中，内槽7102内部产生负气压，使真空吸附板7紧紧吸附在管材外壁上，通过螺母76将竖杆75位置固定；

当真空吸附板7的位置固定后，在弹性卷轴5自身弹力作用下，布带6以最短长度包围在管材外表面，使得U型盘4的下端与管材表面紧紧接触，并且，在不受外力作用下，一对弹性卷轴5的弹力会自动调节直至保持一致，使得U型盘4和一对布带6以稳定状态贴合在管材表面，因此，在稳定状态下，一对布带6的伸出长度相同，即U型盘4和一对真空吸附板7的中心线位于管材的同一条直径上，从而保证了探头本体2与管材外壁间的垂直度以及探头本体2位置的稳定性；

S4、缓慢推动探头本体2使其下端与管材外壁靠近，储液器9内部的耦合剂受挤压通过吸液棉93流出，填充在探头本体2下端与管材外壁之间，随后手稳定探头本体2的位置不变，开始进行壁厚测量。

本发明通过真空吸附板7稳定吸附在管材表面，同时配合一对弹性卷轴5和布带6在弹力作用下的自动调节，使探头本体2自动保持与管材外壁间的垂直度以及自身位置的稳定性，实现探头本体2对管材的精准定位测量，并且，通过储液器9为探头本体2和管材之间空隙不断提供足量的耦合剂，使探头本体2和管材之间在线接触的情况下也保持良好无缝隙的耦合状态，进一步保证了测量的准确性。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，包括主机（1）、探头本体（2）和导线，所述主机（1）和探头本体（2）通过导线电性连接，其特征在于：所述探头本体（2）的外端滑动连接有限位套筒（3）和U型盘（4），所述限位套筒（3）的下端与U型盘（4）的上端固定连接，所述限位套筒（3）的内壁开设有环形槽（301），所述探头本体（2）的外端固定连接有限位环（10），所述限位环（10）滑动连接于环形槽（301）的内部，所述U型盘（4）的左右两侧端均开设有凹槽，所述凹槽的一对内壁之间固定连接有弹性卷轴（5），所述弹性卷轴（5）的外侧设有布带（6），所述布带（6）的一端与弹性卷轴（5）固定连接，所述布带（6）的另一端固定连接有真空吸附板（7），一对所述真空吸附板（7）之间连接有螺栓组件（8），所述U型盘（4）的内顶面开设有螺槽（401），所述螺槽（401）的内部连接有储液器（9），所述储液器（9）套于探头本体（2）的外侧；

所述真空吸附板（7）包括竖板（71），所述竖板（71）的上表面开设有内槽（7102），所述竖板（71）的内部开设有内腔（7104），所述内腔（7104）的上表面和内槽（7102）的下表面之间开设有多个均匀分布的储气槽（7103），所述内腔（7104）的内部滑动连接有底板（74），所述底板（74）的上端固定连接有多个与储气槽（7103）一一对应的密封柱（73），所述密封柱（73）滑动连接于储气槽（7103）的内部；

所述内腔（7104）的下表面开设有竖滑槽（7105），所述底板（74）的下端固定连接有竖杆（75），所述竖杆（75）滑动连接于竖滑槽（7105）的内部，所述竖杆（75）的外端螺纹连接有螺母（76）；

所述竖板（71）的上端固定连接有软硅胶圈（72），所述软硅胶圈（72）位于内槽（7102）的槽口边缘处；

所述竖板（71）上开设有一对螺孔（7101），一对所述螺孔（7101）分别位于内腔（7104）的两侧，所述螺栓组件（8）与螺孔（7101）螺纹连接；

所述储液器（9）包括螺纹管（91），所述螺纹管（91）与螺槽（401）螺纹连接，所述螺纹管（91）的下端固定连接有储液袋（92），所述储液袋（92）上开设有多个均匀分布的圆孔，所述圆孔内壁固定连接有吸液棉（93）；

所述U型盘（4）的下端设有一对滚柱（11），所述U型盘（4）的下端开设有一对弧形槽，所述滚柱（11）转动连接于弧形槽的内部，所述滚柱（11）位于U型盘（4）的内侧边缘位置；

所述密封柱（73）包括内嵌板和橡胶密封层，所述橡胶密封层固定连接于内嵌板的外表面；

以上所述的一种带有探头的不锈钢管超声波测厚装置，其使用方法为：

S1、手动将装有耦合剂的储液器（9）与螺槽（401）连接，使储液器（9）套于探头本体（2）的下端外侧；

S2、拉动一对真空吸附板（7），所述布带（6）伸长，将布带（6）和真空吸附板（7）包围在待测管材外表面，通过螺栓组件（8）将一对真空吸附板（7）连接固定；

S3、将软硅胶圈（72）与管材表面紧贴，同时向外拉动竖杆（75），使内槽（7102）内的空气进入储气槽（7103）中，所述内槽（7102）内部产生负气压，使真空吸附板（7）紧紧吸附在管材外壁上，通过螺母（76）将竖杆（75）位置固定；

S4、缓慢推动探头本体（2）使其下端与管材外壁靠近，所述储液器（9）内部的耦合剂受挤压通过吸液棉（93）流出，填充在探头本体（2）下端与管材外壁之间，随后手稳定探头本体（2）的位置不变，开始进行壁厚测量。

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