CN114341633A - 用于检测设备的检测头装置以及检测设备 - Google Patents

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Abstract

用于在试样（110）相对检测头装置（200）沿着检测方向（113）相对运动时进行无损的材料检测的检测设备（100）的检测头装置（200），该检测头装置包括基础支架（210），该基础支架限定了能平行于检测方向定向的纵向（L）和能垂直于检测方向定向的横向（Q）并且承载多个检测头保持器（220），检测头保持器成排地沿着横向（Q）并列布置。所述检测头保持器中的每个检测头保持器具有装备有至少一个第一检测头的第一检测头区域（245‑1）和装备有至少一个第二检测头的第二检测头区域（245‑2）。所述检测头区域中的每个检测头区域（245‑1、245‑2）这样限定有效的检测宽度，即，在试样（110）相对检测头装置（200）沿着检测方向穿过检测头区域相对运动时，能无空隙地检测带有有效的检测宽度的检测轨道（PS1、PS2）。检测头保持器（220）的第一检测头区域（245‑1）和第二检测头区域（245‑2）平行于纵向（L）和平行于横向（Q）地这样彼此错开布置，使得被检测头保持器（220）的第一检测头区域（245‑1）覆盖的第一检测轨道（PS1）在一侧上无空隙地过渡到被同一检测头保持器（220）的第二检测头区域（245‑2）覆盖的第二检测轨道（PS2）并且在对置的一侧上无空隙地过渡到被直接相邻的检测头保持器的第二检测头区域（245‑2）覆盖的第二检测轨道（PS2）。

Description

用于检测设备的检测头装置以及检测设备
技术领域
本发明涉及一种用于在试样相对检测头装置沿着检测方向相对运动时无损地进行材料检测的检测设备的检测头装置以及一种检测设备。优选的应用领域是用于超声波检测设备的检测头装置。
背景技术
超声波检测是用于借助超声波发现材料缺陷、即所谓的不连续以及用于确定构件尺寸的声学的方法。它属于无损的检测方法。在用超声波（US）的无损的材料检测中，声音通过耦合介质、例如液体层从检测头传递到试样。承载有关检测物品的状态的信息的超声波从试样到进行接收的检测头的传递通常也通过同一耦合介质完成。检测头在此指的是操纵单元，在操纵单元中装有一个或多个超声波转换器。超声波转换器本身是将电信号转化成声音信号（声学信号）或将声音信号转化成电信号的元件。发射声音和接收声音的超声波转换器大多合并在检测头中。若涉及到单独的发射器和接收器，那么也指的是发射-接收检测头或SE检测头。例如当要求高的近距分辨能力时，那么这些检测头是优选的。若用相同的超声波转换器发射并且也接收，那么指的是脉冲-回波检测头。
现在经常使用超声波检测设备来检测大面积的产品，例如钢厂中的厚板，超声波检测设备具有带有大量检测头的检测头装置并且这样工作，即利用了试样相对检测头装置沿着检测方向的相对运动。检测头装置具有基础支架，该基础支架限定了能平行于检测方向定向的纵向和能垂直于检测方向定向的横向并且承载大量检测头保持器，所述检测头保持器成笔直一排地沿着横向并列布置。在每个检测头保持器中安装有一个或多个检测头。
A.Weber等人的在DGZfP 2013年度会议-Di.2.B.2第1至8页的文章“BetrieblicheErfahrungen mit einer neuen Ganztafel-Ultraschallprüfanlage”（“使用新型全面板超声波检测设备的操作经验”）描述了一种全面板-超声波检测设备，其在轧钢厂中直接布置在冷床后方到剪切段中的入口中。在所述的超声波检测设备中，总共安装有76个气动地单独驱控的检测头保持器。使用带有5 MHz额定频率的SE检测头。所使用的多重振荡器具有50 mm的宽度并且分为4份，由此获得了304个能单独处理的检测通道。检测头保持器装入到两个沿检测方向前后相继布置的并且沿横向彼此错开了一个检测头宽度的表面检测滑座（Flächenprüfwagen）中。由此按照所述文章的说明达到了完全的表面检测（100%检测）。
公开文本DE 34 42 751 A1公开了一种用超声波工作的、用于板材的检测设备，其带有多个能根据板材调整的检测头，所述检测头横向于板材的运送方向成排地设置并且沿运送方向成多排地前后相继地伴随搭接地设置。每个检测头具有发射器以及接收器。
发明内容
本发明的任务是，提供用于在试样相对检测头装置相对运动时无损地进行材料检测的检测设备的检测头装置，该检测头装置在简单的和利于成本的结构下实现了无空隙的表面检测。
为了解决这个任务，本发明提供了一种带有权利要求1的特征的检测头装置。有利的扩展设计方案在从属权利要求中说明。所有权利要求的原文均通过引用成为说明书的内容。
检测头装置为检测设备所设，该检测设备应当用于无损的材料检测，在无损的材料检测中，试样相对检测头装置沿着检测方向相对检测装置运动。可以由此实现相对运动，即，检测头装置在检测期间静止地布置并且试样平行于检测方向运动。也可能的是，试样在检测期间静止不动并且仅检测头装置平行于检测方向运动。也可能的是，无论是试样还是检测头装置均在检测期间平行于检测方向运动。
检测装置包括基础支架，该基础支架限定了能平行于检测方向定向的纵向和能垂直于检测方向定向的横向。基础支架承载多个检测头保持器，检测头保持器成排沿横向并列布置。在检测期间应当用多个检测头保持器尽可能覆盖所述面的整个宽度，这就是说带有尽可能小的未被检测的侧边缘。因此这种检测头装置也称为表面检测滑座。为了改进维护可能性并且减少辊道的停止时间，表面检测滑座大多能沿横向在适用于检测的检测位置和试样的运动路径外的服务位置之间移动。
每个检测头保持器具有保持结构，保持结构容纳通常能更换的检测头并且以所需的相对的空间布置来彼此保持在期望的位置处。
所述检测头保持器中的每个检测头保持器具有装备有至少一个第一检测头的第一检测头区域和装备有至少一个第二检测头的第二检测头区域。所述检测头区域中的每个检测头区域这样限定有效的检测宽度，使得在试样相对检测头装置平行于检测方向地相对运动通过检测头区域时能无空隙地检测带有有效检测宽度的检测轨道。一个和同一个检测头保持器的第一检测头区域和第二检测头区域既平行于纵向也平行于横向地相对彼此错开布置。这样来设计所述错开的布置，使得被检测头保持器的第一检测头区域覆盖的第一检测轨道在一侧无空隙地（lückenlos）过渡为被同一检测头保持装置的第二检测头区域覆盖的第二检测轨道并且在对置一侧无空隙地过渡到被直接相邻的检测头保持装置的第二检测头区域覆盖的第二检测轨道。无空隙的过渡在此指的是，在无空隙地相互过渡的检测轨道之间的区域中不存在检测空隙，即不存在这样的区域，在该区域中，检测灵敏度下降到能特定于应用地预定的最小检测灵敏度之下。因此在过渡区域中也获得了对所述检测任务而言足够的检测灵敏度，因而原则上也能在相邻的检测轨道之间的过渡区域中也找到所有寻找的不连续或发射器（Reflektor）。
就本申请的范畴内的术语“不连续”和“错误”（或“缺陷”）的意义而言，应借助超声波检测的示例注意以下内容。原则上不连续和错误是不同的。不连续（Ungänze）是在超声波检测期间作为超声波的反射物所探测到的任意对象。错误是具有按照官方检测标准或个人协定被限定成是不允许的特征（例如超过反射物在一个面内的最大面积或频繁度等等）的反射物。因此并非每一个不连续都是错误，但所有的错误都是不连续。
类似的说明也在使用其它原则上能使用的检测技术时适用，如借助涡流的检测（英文为Eddy Current Testing，涡流检测，缩写成ET）或漏损检测（英文为MagneticTesting，磁性检测，缩写成MT）。
通过检测头保持器的特殊的设计方案和布置，可能的是，用仅唯一一排沿横向并列布置的检测头保持器就能达到沿横向极宽的面的100%的检测覆盖。与使用两个沿检测方向前后相继布置的并且沿横向彼此错开了一个检测头宽度的检测头装置的传统的解决方案相比，可以节省一个完整的检测头装置。通过取消除了一个检测头装置外还提供至少一个沿纵向与此错开的第二检测头装置的必要性，还改进了检测头装置的所有的部件的可接近性。整个装置的“占地”变小，这就是说，在纵向需要更少的结构空间。由此简化了到现有安装环境、例如到生产车间中的集成。所述设备的更高的集成度可以导致更短的安装和调试时间。倘若检测设备也具有用于横向棱边检测的棱边检测滑座，那么可以向这些棱边检测滑座提供更多的结构空间用于相对试样的相对运动。要求保护的本发明的另一个优点在于，可以达到材料成本上的节省。因此可以提供一种检测头装置，该检测头装置在设计较为简单并且利于成本的结构下实现了无空隙的表面检测。
基于特殊的构造方式，可能的是，在所述表面检测中单排地（这就是说，用仅唯一一排沿横向并列布置的检测头保持器）、但仍具有100%的检测覆盖率地进行检测。
用于在试样相对检测头装置沿着检测方向相对运动时无损地进行材料检测的相应的检测设备的出众之处在于，它具有按照要求保护的发明的仅唯一一个检测头装置。
在一些实施方式中规定，被检测头保持器的第一检测头区域覆盖的第一检测轨道在一侧上与被同一检测头保持器的第二检测头区域覆盖的第二检测轨道在第一搭接区域中搭接，其在对置一侧上则与由直接相邻的检测头保持器的第二检测头区域覆盖的第二检测轨道在第二搭接区域中搭接。可以这样来选择搭接的程度，使得在搭接区域中检测灵敏度不小于或仅略小于在检测轨道的中间区域中。搭接区域的宽度由所使用的检测头的所要求的最小的指示灵敏度以及物理的特性得出。搭接区域可以例如具有在搭接的检测轨道的宽度的5%和25%之间、特别是10%和20%之间的宽度。此外，在一些检测标准中，也对各个检测轨道的搭接区域制定了具体的要求，例如这样制定，使得搭接区域的宽度应当是搭接的检测轨道的宽度的至少10%。
按照另一种表述，也可以如下来那样来说明本发明的一个方面。同一检测头保持器的检测头区域的第一和第二检测轨道基于无空隙的过渡或在第一搭接区域中的搭接形成了安置在这个检测头保持器中的检测头的总检测轨道。这个总检测轨道的宽度——其也可以称为检测头保持器的总检测宽度——大于检测头保持器在其最宽的部位处沿横向所测得的宽度。
为了也在具有较为不平整的表面的试样中实现可靠的表面检测，在优选的实施方式中规定，检测头保持器可以单独运动地安置在基体处。在此，所述检测头保持器中的每个检测头保持器优选以可以既沿纵向也沿横向有限地倾斜的方式被支承。由此可以相比于刚性的保持装置大幅减少由于检测头和试样之间的错误定向和/或过大的间距变化引起的检测信号波动。检测头保持器为此可以安置在合适的、自身可以运动的悬挂装置处，例如安置在万向轴悬挂装置处或带有附加的倾斜自由度的平行四边形悬挂装置处。检测头保持器和其悬挂装置可以形成检测头保持器组件，它们可以分别作为整体能单独更换地安置在基础支架处。
为了一方面使所述排中的检测头保持器中的每个检测头保持器能够单独运动而尽可能不与直接相邻的检测头保持器发生碰撞，并且另一方面还保证了沿横向的无空隙的检测，那么沿横向相邻的检测头保持器的间距不应选择得过大也不应选择得过小。
在一些实施方式中，通过检测头保持器在滑动底部区域中的特殊的造型可以达到有利的间距设计。滑动底部是检测头保持器的被设置用于在检测期间以尽可能恒定不变的间距（耦合缝隙）在试样表面上方导引检测头保持器或检测头并且必要时在中间连接耦合介质的情况下沿着这个试样表面伴随或不伴随触碰接触地滑动的部件。滑动底部区域因此是检测头保持器的在将要面朝试样的一侧上的区域。
在一些实施方式中，检测头保持器在滑动底部区域中具有（在测试时领先的）前方的区段和（在测试时落后的）后方的区段，其中，前方的和后方的区段沿纵向和沿横向彼此错开。前方的和后方的区段可以用于安置对应的第一和第二检测头区域或这些检测头区域的一些部分。
这是与常见设计方案不同的做法，在常见设计方案中，检测头保持器在滑动底部区域中具有基本上沿纵向或检测方向延伸的造型。
在可以分别基本上构造成必要时带有修圆的角的矩形的前方的和后方的区段之间，可以有或多或少表现为阶梯形的过渡结构，该过渡结构由沿纵向和横向的偏移产生。在一些实施方式中，在前方的区段和后方的区段之间有中间区段，其中，前方的和后方的区段沿纵向和沿横向彼此错开并且中间区段倾斜于纵向和横向延伸。前方的和后方的区段可以至少部分用于安置对应的第一和第二检测头区域，而通过在将所述两个区段连接起来的倾斜延伸的中间区段，则实现了所需的沿横向的偏移并同时保持了与直接相邻的检测头保持装置的足够的侧部间距。
按照另一种表述，在一些实施方式中，可以由此达到有利的间距设计，即，所述检测头保持器中的每个检测头保持器在滑动底部区域中具有这样一种造型，该造型部分地或在整个长度上倾斜于纵向和横向延伸。
按照另一种表述，也可以这样来说明检测头装置，即，所述检测头保持器中的每个检测头保持器在滑动底部区域中具有这样的造型，该造型参考居中地处在前棱边和后棱边之间的对称中心基本上点对称并且既不关于纵向也不关于横向具有镜像对称。所述造型可以例如基本上呈S形或Z形。
可能的是，在检测头保持器的检测头区域中的每个检测头区域中，即无论在第一检测头区域中还是在第二检测头区域中，均分别安置仅一个检测头。在这种情况下，通过所述一个检测头的有效的检测宽度确定了检测头区域的有效的检测宽度。在一些实施方式中，在检测头区域中的每个检测头区域中布置着带有多个检测头的检测头组，所述检测头沿纵向和横向这样相对彼此错开布置，使得检测头区域的有效的检测宽度大于检测头中的每个检测头的个体的检测宽度。检测头可以在相应的检测头区域内“有空隙地”在两个或两个以上的平面中前后相继布置。例如在一个平面中，两个检测头沿横向并列布置，而在与之沿纵向错开的平面中则设一个检测头，其伴随侧向搭接地覆盖了在两个所述的检测头之间存在的检测空隙。
优选的应用领域是用于超声波检测设备的检测头装置以及装备有该检测头装置的超声波检测设备。在此，可以例如使用带有水隙耦合的传统的超声波作为检测技术。例如考虑本文开头所述的发射-接收检测头或SE检测头或脉冲-回波检测头作为超声波检测头。也可以用具有电磁超声换能器（Electromagnetic Acoustic Transducers，EMAT）的检测头执行超声波检测。可能的实施方式例如在本申请人的DE 10 2008 054 250 A1中和其中提到的现有技术中说明。检测头也可以按其它检测原理工作。检测头可以例如涉及用于借助涡流进行检测（英文为Eddy Current Testing，涡流检测，缩写成ET）的涡流检测头或者用于磁性的漏损检测（英文为Magnetic Testing，磁性检测，缩写成MT）的漏损检测头。
因此可能的是，在使用在此所述类型的检测头装置的情况下用不同的传感器和因此不同的检测技术来检测板材或者一般地材料或试样。根据所选择的技术，可以例如实现针对涉及到材料体积（优选US或EMAT）或材料表面（优选ET或MT）的不同的检测任务的应用。
附图说明
本发明的另外的优点和方面由权利要求和对本发明的随后借助附图阐释的优选的实施例的接下来的说明得出。
图1是按照一种实施例的带有检测头装置的超声波检测设备的一些部分的示意性视图；
图2A和2B是检测头装置的四个成排地并列放置的检测头保持器的部件的俯视图或斜立体视图；
图3A至3E示出了按照另一种实施方式的检测头装置的三个并列放置的检测头保持器的不同的视图；并且
图4示意性示出了带有平行四边形的检测头保持器和无空隙地过渡到彼此、但不搭接的检测轨道的实施方式。
具体实施方式
接下来以超声波检测为例说明优选的实施方式的一些方面。带有按照其它原理工作的检测头（例如涡流检测头或漏损检测头）的应用方案可以类似地实现。
在图1中示出了用于借助超声波对试样进行无损的材料检测的超声波检测设备100的一些部分的示意性视图。有待检测的试样110例如是厚板（Grobblech），其在钢厂的轧钢机（Walzstraße）中沿水平取向的运送方向112在辊道或类似物上运输通过超声波检测设备。
在通行的试样110上方布置有超声波检测设备100的检测头装置200。这些检测头装置设置用于，基本上越过试样的整个宽度地无空隙地借助超声波检测头扫描试样110并且在此达到沿横向无空隙的超声波检测（100%表面检测）。检测头装置形成了所谓的表面检测滑座，该表面检测滑座沿横向能在辊道上方的所示的检测位置和处在辊道旁的服务位置之间水平地移动。
检测头装置200从试样的上侧111起沿着平行于运送方向112延伸的检测方向检测试样110。表面检测实际上可以覆盖试样的整个宽度。检测头装置的最大的检测宽度对应沿横向的板宽减去狭窄的未经检测的边缘区域，所述边缘区域例如大多窄于100 mm。为了检测试样的无法通过表面检测滑座到达的侧向的棱边，超声波检测设备具有在此没有示出的单独的棱边检测滑座。也没有示出可能存在的用于穿行的板的头部或底部、即用于沿运送方向伸展的试样的端部的一些检测机构。
检测头装置200具有基础支架210，基础支架在平行于检测方向延伸的纵向L上较窄并且沿与之垂直的横向Q延伸经过试样110的整个宽度。侧向的衬板赋予基础支架箱形的造型。
在基础支架210的面朝试样的底侧处安装有大量彼此一致地构建的检测头保持器220，检测头保持器由基础支架承载。它们可以平行于垂直方向V地朝着试样的方向或者相反方向进给。在示例情况下设有超过40个的一致的检测头保持器220。
检测头保持器220成唯一一个笔直的排地布置，所述排沿横向Q基本上延伸经过试样的整个宽度。每个检测头保持器悬挂在自身可以运动的悬挂装置处，悬挂装置和由其承载的检测头保持器一起形成了能作为整体更换的检测头保持器组件。悬挂装置在示例情况下包括平行四边形保持器，其允许了检测头保持器在下沉的检测位置和上升的静止位置之间的受限制的上下运动。检测头保持器在平行四边形保持器处的悬挂装置分别被这样设计，使得检测头保持器没有被刚性地安装，而是可以既沿纵向L也沿横向受限制地倾斜，因而这些检测头保持器中的每个检测头保持器均可以独立于相邻的检测头保持器直至一定程度地跟踪试样表面111的可能的不平度。
超声波检测设备100具有用于输入介质（例如耦合介质（大多为水）、压缩空气、用于自动化的电流、控制信号）的介质输入装置150和用于安置用于检测头装置的检测头的电接线的检测头接线盒160。
为了进一步阐释检测头装置200的结构，图2A和2B示出了检测头装置的四个成排并置的检测头保持器220的部件的俯视图或斜立体视图。每个检测头保持器220在其面朝试样的底侧处具有形式为实心板的所谓的滑动底部230，其由耐磨材料、例如由带有硬金属插入物的不锈钢和/或由硬化的钢材料制成。为了检测，检测头保持器这样沿试样的方向向下进给，使得滑动底部用其面朝试样的接触面226置放在试样表面上，其中，在检测头和试样表面之间的耦合缝隙中有液态的耦合介质（例如水）。当试样相对检测头保持器平行于检测方向运动时，滑动底部在耦合介质形成的薄层上滑动。滑动底部通常能更换地固定在金属的保持器框架的底侧处。在图2A、2B中未示出的保持器框架形成了保持结构，在该保持结构中，各个检测头安装在它们的规定的位置处。带有滑动底部230的靠近试样的区域也称为滑动底部区域237。
在直接相邻放置的检测头保持器之间分别存在间隙222，因而实现了检测头保持装置相对彼此的不会相互碰撞的单独运动。
这些滑动底部中的每个滑动底部230具有基本上S形的造型并且沿纵向L在在检测时领先的前棱边231和落后的后棱边232之间延伸，所述前棱边和后棱边在示例情况下平行于或基本上平行于横向Q延伸。
一体的滑动底部可以在想象中分成不同的区段。滑动底部的前方的区段233用平行于纵向延伸的侧棱边连接到前棱边231上。滑动底部的后方的区段234用平行于纵向延伸的侧棱边连接到后棱边上。前方的和后方的区段通过滑动底部的中间区段235连接，该中间区段的侧棱边主要倾斜于纵向和横向延伸。在纵向和中间区段中的侧棱边之间的角可以例如在30°和50°之间。
滑动底部230的造型或检测头保持器在滑动底部区域237中的造型因此既不关于纵向L也不关于横向Q具有镜像对称。更确切地说，可以这样来说明所述造型，即，所述造型关于居中地处在前棱边和后棱边之间的对称中心Z基本上点对称。各S形的滑动底部这样嵌套交错，使得沿纵向L观察，滑动底部的前方的区段部分地处在紧挨着地布置在旁边的滑动底部的后方的区段之前或之后。
每个滑动底部既在前方的区段和中间区段之间的过渡处也在中间区段和后方的区段之间的过渡处分别具有留空部236，该留空部从设置用于与试样进行信号传递接触的接触面直通内侧或上侧并且这样设定尺寸大小，使得一个或多个检测头（在示例情况下分别为三个检测头）以很小的侧隙配合进入留空部。
在所述实施例中，具有分别基本上矩形的基本形状的三个单独的检测头240处在所述留空部中的每个留空部中。每个单独的检测头具有沿横向Q测得的有效的检测宽度，该检测宽度略小于检测头在侧面之间的在图中看得到的宽度。一个检测头组的三个检测头安放在两个沿纵向L彼此错开的平面中。在处于前方的区段233和中间区段235之间的过渡处的第一检测头组242-1中，在前棱边附近存在两个并置的检测头。其间形成的检测空隙通过第三检测头覆盖，该第三检测头沿纵向L与两个领先的检测头错开地居中安放在空隙后方。在布置在中间区段235和后方的区段234之间的过渡处的第二检测头组242-2中，存在与之点对称的布置。
第一检测头组242-1限定了第一检测头区域245-1，第二检测头组242-2则限定了第二检测头区域245-2，所述第二检测头区域既沿纵向L也沿横向Q相对第一检测头区域245-1错开布置。
若试样110相对检测头装置200沿对应纵向L的检测方向113运动，那么第一检测头区域245-1的检测头沿横向Q无空隙地扫描第一检测轨道PS1，第二检测头区域245-2的检测头沿横向无空隙地扫描第二检测轨道PS2。
所述实施例的特别之处现在在于，各个检测头保持器的检测头区域如何相对彼此布置。由检测头保持装置220的第一检测头区域245-1覆盖的第一检测轨道PS1在一侧上与由同一检测头保持装置的第二检测头区域245-2在检测时覆盖的第二检测轨道PS2搭接。所述搭接在第一搭接区域U1之内这样产生，使得在第一和第二检测轨道之间不存在检测空隙并且也不存在检测灵敏度强烈不同的区域。在第一检测轨道PS1的与第一侧对置的第二侧处，这个第一检测轨道与被直接相邻的检测头保持装置的第二检测头区域覆盖的第二检测轨道PS2搭接。这种搭接在第二搭接区域U2中存在。这样来选择搭接区域U1、U2沿横向的宽度，使得在直接相邻的检测头保持器之间的所有可能的相对位置中产生了充分的搭接。因此总体上获得了对试样在整个用检测头保持器覆盖的宽度上的沿横向Q的无空隙的检测。
整体上也可以这样说明。检测头保持器220的检测头区域245-1、245-2的第一和第二检测轨道PS1、PS2在第一搭接区域U1中搭接并且由此形成了安置在这个检测头保持器中的检测头的总检测轨道PSG。这个总检测轨道的宽度，即检测头保持器的总检测宽度，大于检测头保持器的在其最宽的部位处的沿横向测得的宽度B。
在到目前为止的示例中，每个检测头区域设有三个彼此一致的检测头。这并不是强制性的。也可以每个检测头区域设置更多或更少的检测头，例如每个检测头区域仅唯一一个检测头。
现在借助图3A至3E阐释另一个实施例。附图分别示出了一个检测头装置的三个直接并置的检测头保持器，检测头装置具有笔直并列成一排的多个这样的检测头保持器，例如30个或30个以上或者40个或40个以上。各个元件或组件为清楚起见用和在图1和2中相同的附图标记标注。
图3A示出了检测头装置的三个并列放置的检测头保持器220的有待面朝试样的底侧或接触面226的俯视图，图3B从上方示出了检测头保持器的斜立体视图，图3C从下方示出了检测头保持器的斜立体视图，图3D以平行于横向的视向示出了检测头保持器组的侧视图并且图3E以平行于检测头保持器的纵向的视向示出了三个检测头保持器的前视图。
在图3A中可以清楚地看到带有彼此错开的前方的区段233和后方的区段234和斜置的中间区域235的在滑动区范围中的检测头保持器的已经在之前详细说明的造型。附图也阐明了检测头保持器的单独的运动自由度。因此例如中间的检测头保持器220相对所示的组中的外部的检测头保持器沿纵向L稍稍向前或向后错开。沿纵向的这个运动自由度还由此产生，即，每个检测头保持器在前方和后方铰接在Y形的轴承元件224处，所述轴承元件的枢转轴线基本上平行于检测头装置的横向Q延伸。由此实现一定限度内检测头保持器沿纵向的摇晃和检测头保持器的与之关联的倾斜或斜置。同样在结构设计上规定了沿横向Q的倾斜可能性。所示的检测头保持器彼此间的相互错开不仅导致了在图3A中示出的纵向偏移，而且也导致了在图3E中可以清楚看到的、接触面226关于基础支架的轻微的高度差。由此获得了检测头装置对试样的表面不平度的适应能力。在图3A中也可以清楚地看到，尽管检测头保持器的前方的区段和后方的区段相互错开，检测头保持器沿纵向L的相对运动仍是可能的，因为通过倾斜延伸的中间区段产生了相应的间隙范围，因而实现了检测头保持器的不会相互碰撞的相对移动。
在图3B中可以特别清楚地看到检测头保持器的结构。检测头保持器220在面朝试样的那一侧具有滑动底部230。这个滑动底部固定在机械稳定的保持器框架238的底侧处，保持器框架容纳滑动区范围内的滑动底部的外部的造型。保持器框架用于位置正确地将检测头240固定在检测头保持器中。检测头本身分别三个一组地安装在三角形的安装框架239处，因而这些检测头可以作为检测头组共同装入到检测头保持器中或拆除。
针对检测头保持器的各个检测轨道PS1、PS2的情况以及它们在搭接区域U1、U2中的相互搭接，参考结合图2A的说明。
借助示意性的图4说明检测头装置200，在该检测头装置中，检测头保持器220的检测头区域245-1和245-2分别这样沿横向彼此错开布置，使得被检测头保持器220的第一检测头区域245-1覆盖的第一检测轨道PS1没有相互搭接地、但仍然无空隙地与被同一检测头保持器200的第二检测头区域245-2覆盖的第二检测轨道PS2毗邻。检测头保持器220在所示的滑动区范围中的造型与前述实施例不同的是，不是S形，而是平行四边形并且连续地倾斜于纵向L和横向Q定向。
在图4的下部中，为所述检测头区域中的每个检测头区域示意性示出了在横向Q上的检测灵敏度PE的变化曲线。可以看到，检测灵敏度分别在检测轨道的中间的区域中较高，而朝向检测轨道的侧边缘下降。在此强烈示意性地示出了所述情况。尽管在到相邻的检测轨道的过渡区域中存在检测灵敏度的轻微下降，但在无空隙地过渡到彼此的检测轨道之间的区域中没有产生检测空隙，因为即使在检测灵敏度局部最小的区域中，直接在检测轨道之间的过渡处，局部的检测灵敏度也处在在此为特意的检测任务预定的极限值GW之上。因此用检测装置200可以可靠地探测所有在这种检测中找到的不连续或反射物（Reflektor），更确切地说也在直接在相邻的检测轨道之间的过渡中的区域中进行探测。这适用于在可以相对彼此运动的检测头保持器之间的所有的相对位置。
检测头保持器220的检测头区域245-1、245-2的第一检测轨道PS1和第二检测轨道PS2无空隙地或者没有检测空隙地过渡到彼此并且由此形成了安置在这个检测头保持器中的检测头的总检测轨道PSG。这个总检测轨道的宽度，即检测头保持器的总检测宽度，大于检测头保持器在其最宽的部位处沿横向测得的宽度B。
在本申请中提出的、检测头装置的检测头保持器的新型设计的方案可以用不同类型的检测头实现。许多实施例中，检测头涉及所谓的发射-接收检测头或SE检测头，在这些检测头中，发出声音的超声波转换器和接收声音的超声波转换器是彼此分开的部件，它们合并在一个检测头中。这种SE检测头可以用在不同的实施方案中，这就是说，还带有不同数量的发射元件和接收元件。针对检测头的所述配置，可以例如使用标记TxRy，其中，x说明发射元件（发射器）的数量并且y说明接收元件（接收器）的数量。下列组合例如是可能的：T1R1、T1R3或T1R4。在此，T1R1相应地意味着，在检测头中为单独一个发射元件配设正好一个接收元件。在T1R4的组合中，每个检测头存在唯一的发射元件，为发射元件配设4个单独的接收元件。发射元件延伸经过整个宽度，四个接收元件则直接并列布置并且然后还覆盖发射元件的宽度。检测头可以具有不同的检测轨道宽度。检测轨道宽度在T1R3或T1R4类型中通常比在T1R1类型中更大，它们可以例如为50 mm，在T1R1中则可以设置25 mm的检测轨道宽度。
检测头的发射和接收元件分别处在共同的检测头壳体中。超声波转换器通常包括压电元件。在压电元件的边缘处基于物理效应产生了在各个检测轨道之间的检测灵敏度的上述下降。这种检测灵敏度扰动可以促使：在检测轨道之间的这个区域中不能足够可靠地探测到在检测头附近或在较大的深度中的较小的反射物（例如缺陷）。若这种缺陷的探测在所述检测任务中不是必需的，那么在过渡区域中的检测灵敏度的轻微下降没有实际影响。可以选择按图4的布置。若想要将检测灵敏度的下降保持得更小或尽可能避免，那么可以选择按照之前所述的实施例的具有检测轨道相互搭接的变型方案。但在任意一种情况下都确保了无空隙的检测，这就是说没有检测空隙的检测，因为即使在过渡区域中，检测灵敏度也处在为检测任务预定的最小检测灵敏度之上。

Claims (10)

1.用于检测设备（100）的检测头装置（200），所述检测设备用于在试样（110）相对所述检测头装置（200）沿着检测方向（113）相对运动的情况下进行无损的材料检测，所述检测头装置带有：
基础支架（210），该基础支架限定了能平行于所述检测方向定向的纵向（L）和能垂直于所述检测方向定向的横向（Q）并且承载多个检测头保持器（220），所述检测头保持器成排地沿着横向（Q）并列布置；其中，
每个检测头保持器具有装备有至少一个第一检测头的第一检测头区域（245-1）和装备有至少一个第二检测头的第二检测头区域（245-2）；
所述检测头区域中的每个检测头区域（245-1、245-2）这样限定有效的检测宽度，即，在所述试样（110）相对所述检测头装置（200）沿着检测方向相对运动穿过所述检测头区域时，能无空隙地检测带有有效的检测宽度的检测轨道（PS1、PS2）；并且
检测头保持器（220）的第一检测头区域（245-1）和第二检测头区域（245-2）平行于纵向（L）和平行于横向（Q）地这样彼此错开布置，使得
被检测头保持器（220）的第一检测头区域（245-1）覆盖的第一检测轨道（PS1）在一侧上无空隙地过渡到被同一检测头保持器（220）的第二检测头区域（245-2）覆盖的第二检测轨道（PS2），并且在对置的一侧上无空隙地过渡到被直接相邻的检测头保持器的第二检测头区域（245-2）覆盖的第二检测轨道（PS2）。
2.按照权利要求1所述的检测头装置，其特征在于，被检测头保持器（220）的所述第一检测头区域（245-1）覆盖的第一检测轨道（PS1）在一侧上与被同一检测头保持器（220）的所述第二检测头区域（245-2）覆盖的第二检测轨道（PS2）在第一搭接区域（U1）中搭接，并且在对置一侧上与被直接相邻的检测头保持器的第二检测头区域（245-2）覆盖的第二检测轨道（PS2）在第二搭接区域（U2）中搭接。
3.按照权利要求1或2所述的检测头装置，其特征在于，所述检测头保持器（220）能够单独运动地安装在所述基础支架（210）处，其中，所述检测头保持器中的每个检测头保持器（220）优选以能沿纵向（L）和沿横向（Q）受限制地倾斜的方式被支承。
4.按照前述权利要求中任一项所述的检测头装置，其特征在于，所述检测头保持器中的每个检测头保持器在将要面朝所述试样的滑动底部区域（237）中具有这样的造型，该造型具有在检测时领先的前方的区段（233）和在检测时落后的后方的区段（234），其中，所述前方的区段和所述后方的区段沿纵向（L）和沿横向（Q）彼此错开。
5.按照前述权利要求中任一项所述的检测头装置，其特征在于，所述检测头保持器中的每个检测头保持器在将要面朝所述试样的滑动底部区域（237）中具有这样的造型，该造型部分区段地或在其整个长度上倾斜于纵向（L）和横向（Q）地延伸。
6.按照权利要求4所述的检测头装置，其特征在于，所述检测头保持器中的每个检测头保持器（200）具有处在所述前方的区段（233）和所述后方的区段（234）之间的中间区段（235），其中，所述前方的区段和所述后方的区段沿纵向（L）和沿横向（Q）彼此错开，并且所述中间区段（235）倾斜于纵向（L）和横向（Q）地延伸。
7.按照前述权利要求中任一项所述的检测头装置，其特征在于，所述检测头保持器中的每个检测头保持器在将要面朝所述试样的滑动底部区域（237）中具有这样的造型，该造型关于居中地处在前棱边（231）和后棱边（232）之间的对称中心（Z）基本上点对称，并且既不关于纵向（L）也不关于横向（Q）具有镜像对称。
8.按照前述权利要求中任一项所述的检测头装置，其特征在于，检测头保持器（220）的所述检测头区域（245-1、245-2）的第一检测轨道（PS1）和第二检测轨道（PS2）无空隙地过渡到彼此中并且由此形成了安置在这个检测头保持器中的检测头的总检测轨道（PSG），其中，这个总检测轨道的宽度大于所述检测头保持器（200）在其最宽的部位处沿横向（Q）测得的宽度（B）。
9.按照前述权利要求中任一项所述的检测头装置，其特征在于，在所述检测头保持器（220）的检测头区域中的每个检测头区域中布置有带有多个检测头（240）的检测头组（242），所述检测头沿纵向（L）和沿横向（Q）这样彼此错开地布置，使得所述检测头区域的有效的检测宽度大于所述检测头中的每个检测头的单独的检测宽度。
10.检测设备（100），其用于在试样（110）相对所述检测设备（100）的检测头装置（200）沿着检测方向（113）相对运动的情况下进行无损的材料检测，其特征在于，所述检测设备（100）仅具有唯一一个按照前述权利要求中任一项所述的检测头装置（200）。
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