CN114235959B - 超声检测缺陷定位辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种超声检测缺陷定位辅助装置，包括U形的卡位块、复位弹簧、卡扣组件；卡位块两侧设有永磁体用于与铁磁性待检材料产生吸力；复位弹簧连接卡位块和探头，所能积攒的弹性势能足以抵消永磁体的吸力；而与探头相连的卡扣组件设有扭簧、操作板、卡扣板；卡扣板端部能够与卡位块产生配合，抵抗复位弹簧积攒的弹性势能；扭簧可通过操作板使卡扣板端部具有与卡位块配合的趋势；本发明能够单手操作，按压卡位块、复位弹簧，使卡扣板端部与卡位块配合来实现探头定位保持不动；然后通过反向拨动操作板来实现解除探头定位，操作方便简单，能够辅助主机准确地获得数据，提高缺陷定性效率和获取缺陷数据的精确性。

Description

超声检测缺陷定位辅助装置

技术领域

本发明涉及无损探伤超声检测的技术领域，特别是涉及一种超声检测缺陷定位辅助装置。

背景技术

无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。常规无损检测方法有：超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检验、涡流检测；由于超声波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，市场上主要采用此种方法进行检测。超声检测探头分为直探头和斜探头；直探头主要用于工件厚度检测或内部夹层检测；斜探头用于焊缝内部缺陷的检测；而使用超声波探伤的对象主要是铁磁性设备；铁磁性设备主要是由不同钢板焊接而成，而这些不连续的部位（焊缝）就是容易出现缺陷的地方；缺陷没有被发现的话有缺陷可能会快速扩张，最终失效（比如开裂），某些条件下还会造成铁磁性设备的爆炸；如果铁磁性设备内部含有有毒、易爆介质的话，后果不堪设想。超声检测主要就是针对这些焊缝内部的检测。当进行超声波探伤时发现反射波幅超出安全评定线之上时，需要对疑似缺陷进行测量、定位以及当量记录，从而对所检焊缝进行定级。现有的使用斜探头进行超声波探伤的操作是，一只手稳定探头保持不动，另外一只手需要按动超声仪器主机上的按钮获取参数或将拿着的超声仪器主机放在怀里其他合适的位置后，拿尺子进行测距等操作来判断是否是缺陷或进缺陷测量、定位及当量记录；在实际检测过程中，无论都是按动按钮还是使用尺子测距，都无法保证探头不会微动或与铁磁性材料的耦合发生变化；而探头微动或与铁磁性材料的耦合发生变化均会导致超声仪器主机提供的波幅、疑似缺陷距离产生变动，影响缺陷判断和缺陷定量的准确度；当铁磁性工件需要仰测时，探头位置稳定或与铁磁性材料的耦合状态不变的操作难度更大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种超声检测缺陷定位辅助装置。

本发明的技术方案是：一种超声检测缺陷定位辅助装置，包括卡位块、复位弹簧、卡扣组件；

卡位块整体为U形；卡位块内槽从探头声束发射面两侧的侧壁卡住探头；卡位块内槽侧壁与探头声束发射面两侧的外壁匹配；卡位块内槽深度大于探头高度；复位弹簧有若干个，阵列连接在探头与卡位块内槽槽底相对的一面，同时与卡位块内槽槽底相连；卡位块两侧均安装有永磁体；

卡扣组件包括按照Z形依次相连的卡扣板、连接板和操作板；卡扣板的端部顶压在卡位块的封闭端外壁；连接板的端部与探头端部通过铰接轴铰接；铰接轴中部套装有扭簧；扭簧一端与操作板相连，另一端与探头端部相连；扭簧两端形成的夹角朝向探头声束发射面。

优选的，卡位块内槽侧壁上设有卡位块内槽开槽方向的弧形凸起；探头上设有与弧形凸起对应的弧形缺口；弧形凸起与弧形缺口滑动配合。

优选的，：卡位块两侧设有与永磁体对应的永磁体槽和固定板；永磁体放入永磁体槽内；固定板覆盖永磁体槽槽口固定。

优选的，探头端部设有两块耳板；耳板设在连接板两侧；铰接轴贯穿两个耳板。

优选的，铰接轴两端设有端盖；端盖为与探头端部相切，与铰接轴同轴的圆盘。

优选的，连接板端部设有与扭簧外径匹配的通孔；扭簧套装在通孔内。

优选的，卡扣板的端部设有朝向探头声束发射面的扇形卡扣；卡位块封闭端设有与卡扣相匹配的弧形的卡扣槽；卡扣槽的竖向截面大于卡扣的竖向截面。

优选的，卡扣槽贯穿卡位块。

优选的，卡扣板与连接板的夹角为锐角；卡扣板端部为一个与卡位块封闭端相匹配的斜端面。

通过上述结构，进行无损探伤时，一旦发现疑似缺陷，只需单手下压卡位板，使卡扣与卡扣槽相互扣合匹配或者卡扣板端部顶压在卡位板上，以实现探头与工件定位保持不动；然后通过反向拨动操作板来实现解除探头定位；操作方便简单，单手实现探头与工件的定位；探头与工件的定位完成后，检测人员就能够解放双手操作主机、对疑似缺陷进行测量、定位及当量记录，辅助超声检测更加准确地获得数据，提高缺陷定性效率和获取缺陷数据的精确性。

本发明的有益效果是：本发明的超声检测缺陷定位辅助装置，包括U形的卡位块、复位弹簧、卡扣组件；卡位块两侧设有永磁体用于与铁磁性待检材料产生吸力；复位弹簧连接卡位块和探头，所能积攒的弹性势能足以抵消永磁体的吸力；而与探头相连的卡扣组件设有扭簧、操作板、卡扣板；卡扣板端部能够与卡位块产生配合，抵抗复位弹簧积攒的弹性势能；扭簧可通过操作板使卡扣板端部具有与卡位块配合的趋势；本发明能够单手操作，按压卡位块、复位弹簧，使卡扣板端部与卡位块配合来实现探头定位保持不动；然后通过反向拨动操作板来实现解除探头定位，操作方便简单，能够辅助主机准确地获得数据，提高缺陷定性效率和获取缺陷数据的精确性。

附图说明

图1是实施例一的立体图一；

图2是实施例一的立体图二；

图3是图1的主视局部剖视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图3的B-B剖视图；

图6是安装有铰接轴、复位弹簧的探头立体图；

图7是实施例一的卡位块的剖视立体图；

图8是实施例一的卡扣组件的剖视立体图；

图9是实施例一的操作示意图；

图10是实施例二的立体图；

图11是实施例二的卡位块的剖视立体图；

图12是实施例二的卡扣组件的剖视立体图；

图13是实施例二的操作示意图；

图中：0.铁磁性待检材料、00.焊缝、01.缺陷、02.探头声束线、1.卡位块、111.卡位块内槽侧壁、1111.弧形凸起、112.卡位块内槽槽底、12.永磁体、121.永磁体槽、122.固定板、13.卡扣槽、2.复位弹簧、3.卡扣组件、31.卡扣板、311.卡扣、32.连接板、321.通孔、33.操作板、34.铰接轴、341.端盖、35.扭簧、4.探头、41.弧形缺口、42.耳板、43. 探头声束发射面。

具体实施方式

实施例一：参见图1-9，一种超声检测缺陷定位辅助装置，包括卡位块、复位弹簧、卡扣组件；

卡位块整体为U形；卡位块内槽从探头声束发射面两侧的侧壁卡住探头；探头声束发射面是探头发射声束的那一面；为确保探头声束发射面能够与铁磁性待检材料保持紧贴、耦合状态，卡位块从背离探头声束发射面的方向对探头进行限制；卡位块内槽侧壁与探头声束发射面两侧的外壁匹配，以形成对探头两侧的限位同时也形成了沿卡位块内槽方向的滑动副；卡位块内槽深度大于探头高度，使得卡位块开口端能够与探头声束发生面平齐；复位弹簧有若干个，阵列连接在探头与卡位块内槽槽底相对的一面，同时与卡位块内槽槽底相连；卡位块两侧均安装有永磁体；卡位块开口端与探头声束发生面平齐时，复位弹簧被压缩积攒弹性势能，而卡位块两侧的永磁体使得铁磁性待检材料对卡位块有一定的吸力；但该吸力抵抗不了复位弹簧所积攒的弹性势能；

卡扣组件包括按照Z形依次相连的卡扣板、连接板和操作板；卡扣板的端部顶压在卡位块的封闭端外壁；卡扣板的端部设有朝向探头声束发射面的扇形卡扣；卡位块封闭端设有与卡扣相匹配的弧形的卡扣槽；卡扣槽的竖向截面大于卡扣的竖向截面，是为了便于卡扣进出卡扣槽；卡扣为扇形，卡扣槽为弧形，落到卡扣槽内的卡扣会自行修正相对位置，即卡扣位于卡扣槽正中，形成稳定的配合关系；连接板的端部与探头端部通过铰接轴铰接；连接板能够带动卡扣绕着铰接轴摆动；卡扣摆动到合适位置，就能够抵压在卡扣槽内，实现对卡位块的限位；该限位方向与复位弹簧释放弹性势能的方向正好相反；所以此时卡扣组件通过卡扣、卡扣槽的配合对卡位块的限位刚好用来抵挡复位弹簧积攒的弹性势能，使得卡位块能够通过永磁体对铁磁性待检材料的吸力和对探头的限位实现对探头的定位功能；而卡扣不能摆动到合适位置时（参见图9卡扣被卡位块阻挡），复位弹簧积攒的弹性势能只依靠永磁体的吸力能以抵挡，复位弹簧释放弹性势能，卡位块开口端不再与探头声束发生面平齐，探头解除定位状态；铰接轴中部套装有扭簧；扭簧一端与操作板相连，另一端与探头端部相连；扭簧两端形成的夹角朝向探头声束发射面；扭簧的作用是让卡扣永远具有靠近卡扣槽的趋势，同时帮助卡扣抗衡复位弹簧的复位弹力；这样，一旦卡扣没有任何阻挡，扭簧均会通过操作板驱使卡扣与卡扣槽靠近配合，使得定位辅助装置形成对探头的定位状态；也因此操作板也是解除定位辅助装置对探头的定位状态的操作端，只需驱使操作板相对铰接轴反向摆动即可。

卡位块内槽侧壁上设有卡位块内槽开槽方向的弧形凸起；探头上设有与弧形凸起对应的弧形缺口；弧形凸起与弧形缺口滑动配合；弧形凸起与弧形缺口配合，既实现卡位块对探头的限位，又为卡位块的滑动提供滑动副。

卡位块两侧设有与永磁体对应的永磁体槽和固定板；永磁体放入永磁体槽内；固定板覆盖永磁体槽槽口固定；永磁体槽为永磁体提供安放空间，固定板则为该安放空间的门，用来避免永磁体的丢失。

探头端部设有两块耳板；耳板设在连接板两侧；铰接轴贯穿两个耳板，建立探头与卡扣组件的连接。

铰接轴两端设有端盖；端盖为与探头端部相切，与铰接轴同轴的圆盘；端盖既能对铰接轴进行轴向限位确保连接状态，又能够与探头端部滚动滑动配合，确保卡扣摆动的稳定。

连接板端部设有与扭簧外径匹配的通孔；扭簧套装在通孔内；通孔为扭簧的安装留下空间。

卡扣槽贯穿卡位块，使卡扣能够进出卡扣槽更简单；卡扣靠近卡扣槽时可能存在错位，贯穿卡位块的卡扣槽可帮助卡扣在与卡扣槽错位时，仍然能够落到卡扣槽里，形成对卡位块的竖向限位。

本实施例的操作过程：

参见图9，左侧的图表示的是进入定位状态的操作，右侧的图表示的是解除定位状态的操作；而图中黑心竖向向下的箭头表示施加在卡位块上的压力，旋转箭头表示驱使操作板摆动的按压力，上述箭头方向均指的是施力方向；具体操作步骤如下，

① 探头工作，

探头沿着铁磁性待检工件焊缝方向进行锯齿状匀速扫查，探头所发出的声束线随着探头的移动对焊缝进行扫查；检测人员观察手中的超声仪器主机来留意反射波幅是否超出安全评定线；当探头发现疑似缺陷时，反射波幅会超出安全评定线；就需要对探头进行定位锁定，以便于操作超声仪器主机和以探头前端为参考点对疑似缺陷进行测量、定位以及当量记录；

② 探头进入锁定状态，

用手心按压卡位块，使卡位块开口端沿着弧形缺口与弧形凸起形成的滑动副向探头声束发生面移动直至平齐；此过程中，卡位块内槽槽底挤压着复位弹簧对探头进一步的限位；复位弹簧积攒弹性势能；卡扣不再被卡位块阻挡，向卡扣槽靠近直至与卡扣槽形成配合；最后去除手心对卡位块的按压，复位弹簧回弹，但卡扣与卡扣槽形成配合，使得复位弹簧的回弹被抵抗；而卡位块通过永磁体与铁磁性待检材料的吸力和自身对探头的限位，使得探头与铁磁性待检材料的相对位置不变，即探头进入定位状态；

③ 操作超声仪器主机和以探头前端为参考点对疑似缺陷进行测量、定位以及当量记录；

④ 解除探头锁定状态，

按压卡位块，使得复位弹簧积攒的弹性势能暂时被抵抗；朝向探头声束发射面拨动操作板，使卡扣以脱离卡扣槽；去除对卡扣槽的按压，复位弹簧释放势能驱使卡位块背离探头声束发射面移动；而卡扣因为卡位块的阻拦只能远离卡扣槽，而扭簧被扭转积攒弹性势能；此时探头可继续步骤①的工作，即探头锁定状态被解除。

重复步骤①-④，探头继续沿着铁磁性待检工件焊缝方向进行锯齿状扫查的过程中在发现疑似缺陷后，超声仪器主机仍然会有对上述疑似缺陷反射波幅超出安全评定线的反应；每次发现均进行步骤②-④；经过对疑似缺陷的多次测量、定位以及当量记录，就可以综合考虑来对该疑似缺陷的定性以及焊缝定级。

实施例二：参见图6、图10-图13，实施例二的技术方案与实施例一的技术方案基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：卡扣板与连接板的夹角为锐角；卡扣板端部为一个与卡位块封闭端相匹配的斜端面。

卡扣板端部的斜端面与卡位块封闭端的紧贴配合代替实施例一中的卡扣与卡扣槽的配合，以形成卡扣板端部对卡位块封闭端的顶压，限制卡位块及探头的竖向位置；

本实施例的操作过程：

如同图9一样，图13左侧的图表示的是进入定位状态的操作，右侧的图表示的是解除定位状态的操作；而图中黑心竖向向下的箭头表示施加在卡位块上的压力，旋转箭头表示驱使操作板摆动的按压力，上述箭头方向均指的是施力方向；而具体操作过程中，只要实施例一中操作过程中的卡扣与卡扣槽配合用卡扣板端部的斜端面与卡位块封闭端的紧贴配合进行相应替换即可。

Claims (8)

1.一种超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于，包括卡位块、复位弹簧、卡扣组件；

卡位块整体为U形；卡位块内槽从探头声束发射面两侧的侧壁卡住探头；卡位块内槽侧壁与探头声束发射面两侧的外壁匹配；卡位块内槽深度大于探头高度；复位弹簧有若干个，阵列连接在探头与卡位块内槽槽底相对的一面，同时与卡位块内槽槽底相连；卡位块两侧均安装有永磁体；

卡扣组件包括按照Z形依次相连的卡扣板、连接板和操作板；卡扣板的端部顶压在卡位块的封闭端外壁；连接板的端部与探头端部通过铰接轴铰接；铰接轴中部套装有扭簧；扭簧一端与操作板相连，另一端与探头端部相连；扭簧两端形成的夹角朝向探头声束发射面；

卡位块内槽侧壁上设有卡位块内槽开槽方向的弧形凸起；探头上设有与弧形凸起对应的弧形缺口；弧形凸起与弧形缺口滑动配合。

2.根据权利要求1所述的超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于：卡位块两侧设有与永磁体对应的永磁体槽和固定板；永磁体放入永磁体槽内；固定板覆盖永磁体槽槽口固定。

3.根据权利要求1所述的超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于：探头端部设有两块耳板；耳板设在连接板两侧；铰接轴贯穿两个耳板。

4.根据权利要求1所述的超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于：铰接轴两端设有端盖；端盖为与探头端部相切，与铰接轴同轴的圆盘。

5.根据权利要求1所述的超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于：连接板端部设有与扭簧外径匹配的通孔；扭簧套装在通孔内。

6.根据权利要求1所述的超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于：卡扣板的端部设有朝向探头声束发射面的扇形卡扣；卡位块封闭端设有与卡扣相匹配的弧形的卡扣槽；卡扣槽的竖向截面大于卡扣的竖向截面。

7.根据权利要求6所述的超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于：卡扣槽贯穿卡位块。

8.根据权利要求1所述的超声检测缺陷定位辅助装置，其特征在于：卡扣板与连接板的夹角为锐角；卡扣板端部为一个与卡位块封闭端相匹配的斜端面。

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