CN111855807A - 一种超声检测与防雷固定的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声检测与防雷固定的装置，包括超声检测模块、温度检测模块、核心部分封装架、调整锁紧装置、螺栓锁定装置、避雷防护罩和电缆构件；其中，所述的核心部分封装架为上下两个圆柱体组成的，上圆柱体的外径小于下圆柱体的外径，上下两个圆柱体均为中空结构，内部设有第一通孔和第二通孔，第一通孔的内径小于第二通孔的内径；第二通孔的内径与高度分别与所述的超声检测模块的外径和高度相同，超声检测模块置于第二通孔内部；其中，所述的温度检测模块置于核心部分封装架中第一通孔的内部，超声检测模块的顶部。
Description
技术领域
本发明属于超声波无损检测技术应用领域，具体涉及一种具有探伤功能，满足室外应用要求的超声换能器模组装置。
背景技术
金属材料是人类应用最早的一类材料，在现今生活中有着举足轻重的地位。金属材料广泛应用于航空航天领域，核能，化工，电力，精密仪器及高速铁路等众多领域。金属材料性能的优劣与否对设备的正常运行与使用年限有着极大的关系。金属材料的损伤主要来自两方面：一是在金属材料的生产加工过程中，会导致表面划伤缺陷，分层等问题；二是在使用过程中，由于受到温度，腐蚀及辐射等影响导致金属材料产生疲劳、蠕变、内部孔洞等损伤。尤其是后者，需要在使用过程中使用无损检测手段实时监测。
目前常用的无损检测手段主要包括涡流法、磁粉检测法、电磁法及超声波无损检测方法。超声波无损检测方法是根据超声波的传播特性(如反射、透射及衰减等)，可以实现对材料表面或内部缺陷的检测和评估。当超声波在传播过程中遇到缺陷时，由于缺陷处声阻抗的不连续性会导致在缺陷处发生超声波反射或者散射现象，根据接收到的透射、反射或者散射信号的幅值及传播时间可以非常精确地评估缺陷的位置及大小，检测精度可达微米级。随着科学技术及材料技术的不断发展，超声无损检测技术以其安全、检测速度快、设备小型化及对人体和待测材料均无害的特点广泛的应用于各工业领域及高技术产业中。
能够激发出满足工业应用要求的声波的声源是超声无损检测技术的基础。超声换能器可以用来发射及接收超声波信号，从而实现信息的传输以及对材料表面及内部缺陷的检测。在传统超声换能器的研发过程中，主要考虑超声换能器灵敏度及带宽这两大指标。而很多实时监测工作需要在户外环境下进行，存在温湿度变化大，灰尘多，需要防雷击等问题。这就需要所设计的超声换能器在实际应用环境中能够保证足够的检测精度和可靠性。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种超声检测与防雷固定的装置，以在实际应用中具有高可靠性和高检测精度。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种超声检测与防雷固定的装置，包括超声检测模块1、温度检测模块2、核心部分封装架3、调整锁紧装置4、螺栓锁定装置5、避雷防护罩6、电缆7和电缆构件8。
其中，所述的核心部分封装架3为上下两个圆柱体组成的，上圆柱体的外径小于下圆柱体的外径，上下两个圆柱体均为中空结构，内部设有第一通孔38和第二通孔39，第一通孔38的内径小于第二通孔39的内径；第二通孔39的内径与高度分别与所述的超声检测模块1的外径和高度相同，超声检测模块1置于第二通孔39内部。
其中，所述的温度检测模块2置于核心部分封装架3中第一通孔38的内部，超声检测模块1的顶部，与核心部分封装架3的内部粘结在一起；其中，所述的温度检测模块2为温度反馈装置，检测温度变化后反馈给后端处理程序，便于进行参数调整。
其中，所述的温度检测模块为射频温度传感器、声学温度传感器等。
其中，所述的调整锁紧装置4包括外螺纹锁紧端41和扭力装置42，所述的扭力装置42设于外螺纹紧锁端41的上方；调整锁紧装置4的内部设有第三通孔，第三通孔的内径与核心部分封装架3上圆柱体的外径相同；核心部分封装架3上圆柱体的底部置于调整锁紧装置4的第三通孔内。
其中，所述的螺栓锁定装置5的内部设有第四通孔，从上到下依次设有上端内螺纹锁紧端51、中部扭力装置59和下端外螺纹锁紧端52；上端内螺纹锁紧端51的内螺纹与外螺纹锁紧端41的外螺纹相互配；外螺纹锁紧端41和核心部分封装架3的下圆柱体置于螺栓锁定装置5的第四通孔内的螺纹锁紧端51和中部扭力装置59；其中，调整锁紧装置4的外螺纹锁紧端41置于上端内螺纹锁紧端51的上部；核心部分封装架3的下圆柱体置于螺栓锁定装置5的第四通孔内的螺纹锁紧端51的下部和中部扭力装置59内。
其中，所述的避雷防护罩6罩在螺栓锁定装置5的外部，与螺栓锁定装置5固定连接。
其中，所述的电缆构件8与避雷防护罩6的电缆构件接口61固定连接。
进一步地，所述的超声检测模块1包括背衬结构11(如吸声橡胶)、振动激励结构12(如压电陶瓷)、匹配结构13(如环氧树脂、乙二氨)、耦合结构14、保护壳16和信号线15；其中，所述的背衬结构11、振动激励结构12和匹配结构13依次粘接固定于保护壳16内，信号线15分别置于背衬结构11和振动激励结构12的粘接面，以及振动激励结构12和匹配结构13的粘接面；其中，所述的保护壳16顶部设有孔口，用于将电极(信号线15)引出；其中，所述的耦合结构14置于超声检测模块1的匹配结构13与待测螺杆的中间，其顶部和底部均涂有黄油。
进一步地，所述的第一通孔38的顶部设有信号插座31；所述的核心部分封装架3中下圆柱体的顶部还设有上密封槽32，侧部设有中密封槽33，底部设有底密封槽34，所述的密封槽32、33、34均对应设有固定的密封条35、36和37。
进一步地，所述的螺栓锁定装置5的上端内螺纹锁紧端51的侧部设有密封槽53和54，所述的密封槽53和54均对应设有固定的密封条55和56。
进一步地，所述的密封槽53和54的中间还设有螺纹孔57；下端内螺纹锁紧端52的内螺纹与待检测螺杆的外螺纹相互配。
进一步地，所述的避雷防护罩6的外侧还设有固定螺丝58；进一步优选地，所述的避雷防护罩6的外侧设有三个固定螺丝58。
进一步地，所述的避雷防护罩6为金属材料，其上部为半球结构，下部为圆筒结构；所述的避雷防护罩还设有固定螺丝孔62，与螺纹孔57配合使用以固定避雷保护罩6。
进一步地，所述的电缆构件8留有通孔用于电缆引出，电缆7的一端从电缆构件8接口61接入到避雷防护罩6的内部与核心部分封装架3的信号插座31和超声检测模块1的信号线15连接；另一端连接设备。其中，所述电缆构件8为工业专用电缆构件，具有防尘防水功能。
进一步地，使用的时候，将待检测螺杆置于螺栓锁定装置5的下端内螺纹锁紧端52内部(通过螺纹旋转固定在一起)，打开连接设备的开关，通过电极施加激励电压，超声检测模块在激励电压的作用下可以发射声波；碰到障碍物后会有声波反射，超声检测模块可以接收回波信号，即开始检测。其中，本发明所述的待检测螺杆主要针对大型设备所使用螺杆，如风电使用。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
(1)本发明中所述核心模块封装架为非金属材料制作，与避雷防护罩结合可以对超声检测模块进行有效保护。
(2)本发明中的装置可以有效防水防尘，适合户外高空应用。
(3)本发明中的装置使用了耦合结构，可以满足不同温度下的检测要求，满足实际工程检测需求。
(4)本发明中的装置实现对金属材料，尤其是金属螺杆有无损伤的测量，提高检测精度及可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为一种超声检测与防雷固定装置主视图；
图2为检测状态下超声检测与防雷固定装置剖视图(图1向右旋转90度后剖视)；
图3为超声检测模块剖视图；
图4为核心模块封装架剖视图；
图5为调整锁紧装置剖视图；
图6为螺栓锁定装置剖视图；
图7为避雷保护罩主视图(图2超声检测与防雷固定装置左侧视方向)；
图8为超声检测与防雷固定装置的侧视图；
图9为超声检测与防雷固定装置的侧视图；
图10为超声检测与防雷固定装置的仰视图；
图11为超声检测与防雷固定装置的仰视图；
图12为超声检测与防雷固定装置的后视图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种超声检测与防雷固定的装置，包括超声检测模块1、温度检测模块2、核心部分封装架3、调整锁紧装置4、螺栓锁定装置5、避雷防护罩6、电缆7和电缆构件8，图8和图9为该装置不同方向的侧视图，图10为该装置的仰视图，图11为该装置的仰视图，图12为该装置的后视图。
其中，如图4所示，所述的核心部分封装架3为非金属材料制成，由上下两个圆柱体组成的，上圆柱体的外径小于下圆柱体的外径，上下两个圆柱体均为中空结构，内部设有第一通孔38和第二通孔39，第一通孔38的内径小于第二通孔39的内径。如图1所示，第二通孔39的内径与高度分别与所述的超声检测模块1的外径和高度相同，超声检测模块1置于第二通孔39内部。其中，所述的温度检测模块2置于核心部分封装架3中第一通孔38的内部，超声检测模块1的顶部，与核心部分封装架3的内部粘结在一起；其中，所述的温度检测模块2为温度反馈装置(声表面波传感器)，温度检测模块2检测温度变化后反馈给后端处理程序，进行相应的数据分析。其中，如图5所示，所述的调整锁紧装置4包括外螺纹锁紧端41和扭力装置42，所述的扭力装置42设于外螺纹紧锁端41的上方；调整锁紧装置4的内部设有第三通孔，第三通孔的内径与核心部分封装架3上圆柱体的外径相同；核心部分封装架3上圆柱体的底部置于调整锁紧装置4的第三通孔内。其中，所述的螺栓锁定装置5的内部设有第四通孔，从上到下依次设有上端内螺纹锁紧端51、中部扭力装置59和下端外螺纹锁紧端52；上端内螺纹锁紧端51的内螺纹与外螺纹锁紧端41的外螺纹相互配，与调整锁装置4连接固定在一起；外螺纹锁紧端41和核心部分封装架3下的圆柱体置于螺栓锁定装置5的第四通孔内；调整锁紧装置4置于上端内螺纹锁紧端51的内部；下端外螺纹锁紧端52与待测螺栓等固定在一起。其中，所述的避雷防护罩6罩在螺栓锁定装置5的外部，与螺栓锁定装置5固定连接。其中，所述的电缆构件8与避雷防护罩6的电缆构件接口61固定连接。
进一步地，如图3所示，所述的超声检测模块1包括背衬结构11(用来吸收不需要的声能量)、振动激励结构12(用于产生声能量)、匹配结构13(用于将声波有效传播出去)、耦合结构14、保护壳16和信号线15；其中，所述的背衬结构11、振动激励结构12和匹配结构13依次粘接固定于保护壳16内，信号线15分别置于背衬结构11和振动激励结构12的粘接面，以及振动激励结构12和匹配结构13的粘接面；其中，所述的保护壳16顶部设有孔口，用于将电极引出；其中，所述的耦合结构14为绝缘树脂材料，具有较好的柔软性，其置于超声检测模块1的匹配结构13与待测螺杆的中间，其顶部和底部均涂有黄油以改善耦合效果可紧贴待测螺杆，不产生空隙。
进一步地，如图4所示，所述的第一通孔38的顶部设有信号插座31；所述的核心部分封装架3中下圆柱体的顶部还设有上密封槽32，侧部设有中密封槽33，底部设有底密封槽34，所述的密封槽32、33、34均对应设有固定的密封条35、36和37。
进一步地，如图6所示，所述的螺栓锁定装置5的上端内螺纹锁紧端51的侧部设有密封槽53和54，所述的密封槽53和54均对应设有固定的密封条55和56。进一步地，所述的密封槽53和54的中间还设有螺纹孔57；上端内螺纹锁紧端51内径与外螺纹锁紧端41外径相同，通过该结构可以方便组合安装及实现力学检测核心模块定位；下端内螺纹锁紧端52的内螺纹与待测螺杆外螺纹相互配，用于实现与待测螺杆之间固定。
进一步地，如图7所示，所述的避雷防护罩6为金属材料，用于室外防雷，其上部为半球结构，下部为圆筒结构；所述的避雷防护罩6下部圆筒结构的外侧还设有三个固定螺丝58；三个固定螺丝58平均分布，每120°一个固定螺丝；进一步地，所述的避雷防护罩还设有固定螺丝孔62，与螺纹孔57配合使用以固定避雷保护罩6；通过固定螺丝58，以及螺纹孔57将螺栓锁定装置5和避雷防护罩6固定在一起。
进一步地，电缆构件8中电缆7的一端从电缆构件接口61接入到避雷防护罩6的内部与核心部分封装架3的信号插座31和超声检测模块1的信号线15连接；另一端连接测试主机(超声测试仪)。
进一步地，使用的时候，打开连接主机设备的开关，将待检测螺杆(风电使用的大型螺杆)置于螺栓锁定装置5的下端内螺纹锁紧端52内部，通过电极施加激励电压，超声检测模块在激励电压的作用下可以发射声波；碰到障碍物后会有声波反射，超声检测模块可以接收回波信号，即开始检测待检测螺杆表面和内部的缺陷，主要检测内部的缺陷，接收到超声波后传送到测试主机。
本发明提供了一种超声检测与防雷的装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，包括超声检测模块(1)、温度检测模块(2)、核心部分封装架(3)、调整锁紧装置(4)、螺栓锁定装置(5)、避雷防护罩(6)和电缆构件(8)；
其中，所述的核心部分封装架(3)由上下两个圆柱体组成的，上圆柱体的外径小于下圆柱体的外径，上下两个圆柱体均为中空结构，内部设有第一通孔(38)和第二通孔(39)，第一通孔(38)的内径小于第二通孔(39)的内径；第二通孔(39)的内径与高度分别与所述的超声检测模块(1)的外径和高度相同，超声检测模块(1)置于第二通孔(39)内部；
其中，所述的温度检测模块(2)置于核心部分封装架(3)中第一通孔(38)的内部，超声检测模块(1)的顶部；
其中，所述的调整锁紧装置(4)包括外螺纹锁紧端(41)和扭力装置(42)，所述的扭力装置(42)设于外螺纹紧锁端(41)的上方；调整锁紧装置(4)的内部设有第三通孔，第三通孔的内径与核心部分封装架(3)上圆柱体的外径相同；核心部分封装架(3)上圆柱体的底部置于调整锁紧装置(4)的第三通孔内；
其中，所述的螺栓锁定装置(5)的内部设有第四通孔，从上到下依次设有上端内螺纹锁紧端(51)、中部扭力装置(59)、下端外螺纹锁紧端(52)；上端内螺纹锁紧端(51)的内螺纹与外螺纹锁紧端(41)的外螺纹相互配；外螺纹锁紧端(41)和核心部分封装架(3)的下圆柱体置于螺栓锁定装置(5)的第四通孔内的螺纹锁紧端(51)和中部扭力装置(59)；
其中，所述的避雷防护罩(6)罩在螺栓锁定装置(5)的外部，与螺栓锁定装置(5)固定连接；
其中，所述的电缆构件(8)与避雷防护罩(6)的电缆构件接口(61)固定连接。
2.根据权利要求1所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，所述的超声检测模块(1)包括背衬结构(11)、振动激励结构(12)、匹配结构(13)、耦合结构(14)、保护壳(16)和信号线(15)；其中，所述的背衬结构(11)、振动激励结构(12)和匹配结构(13)依次粘接固定于保护壳(16)内，信号线(15)分别置于背衬结构(11)和振动激励结构(12)的粘接面，振动激励结构(12)和匹配结构(13)的粘接面；其中，所述的保护壳(16)顶部设有孔口。
3.根据权利要求1所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，所述的第一通孔(38)的顶部设有信号插座(31)；所述的核心部分封装架(3)中下圆柱体的顶部还设有上密封槽(32)，侧部设有中密封槽(33)，底部设有底密封槽(34)，所述的密封槽(32)、(33)、(34)均对应设有固定的密封条(35)、(36)和(37)。
4.根据权利要求1所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，所述的螺栓锁定装置(5)的上端内螺纹锁紧端(51)的侧部设有密封槽(53)和(54)，所述的密封槽(53)和(54)均对应设有固定的密封条(55)和(56)。
5.根据权利要求4所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，密封槽(53)和(54)的中间还设有螺纹孔(57)。
6.根据权利要求4所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，所述的下端内螺纹锁紧端(52)的内螺纹与待检测螺杆的外螺纹相互配。
7.根据权利要求1所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，所述的避雷防护罩(6)的外侧还设有固定螺丝(58)。
8.根据权利要求1所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，所述的避雷防护罩(6)还设有固定螺丝孔(62)，与螺纹孔(57)配合使用以固定避雷保护罩(6)。
9.根据权利要求1所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，电缆构件(8)中的电缆(7)的一端从电缆构件接口(61)接入到避雷防护罩(6)的内部与核心部分封装架(3)的信号插座(31)和超声检测模块(1)的信号线(15)连接；另一端连接设备。
10.根据权利要求9所述的超声检测与防雷固定的装置，其特征在于，使用的时候，将待检测螺杆置于螺栓锁定装置(5)的下端内螺纹锁紧端(52)内部，打开连接设备的开关，即开始检测。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010862424.4A CN111855807A (zh) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | 一种超声检测与防雷固定的装置 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114802344A (zh) * | 2022-04-30 | 2022-07-29 | 西安市轨道交通集团有限公司 | 超声波及载波断轨监测系统 |
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2020
- 2020-08-25 CN CN202010862424.4A patent/CN111855807A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114802344A (zh) * | 2022-04-30 | 2022-07-29 | 西安市轨道交通集团有限公司 | 超声波及载波断轨监测系统 |
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