CN117388378A - 一种基于声发射探伤的波导夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于声发射探伤的波导夹具，该基于声发射探伤的波导夹具包括上夹块和下夹块，包括铰接在一起的上夹块和下夹块，且所述上夹块和所述下夹块能够互锁，所述上夹块和所述下夹块之间形成用于穿设钢索的内腔，所述内腔与钢索之间还填充有波导介质，以将钢索外表面与上夹块和下夹块内表面之间的空气排除；声发射传感器，设于上夹块和下夹块上，且所述声发射传感器的传感器探头与上夹块和下夹块接触连接，所述声发射传感器用于与声发射监测系统连接。本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具在使用时，通过波导介质将内腔与钢索之间的空气排除，从而降低信号损耗，提高传感器探头的采集精度和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及探伤技术领域，尤其涉及一种基于声发射探伤的波导夹具。
背景技术
钢索广泛应用在起重机、电梯、桥梁、飞机的钢索柔式传动系统等领域，而钢索的可靠性直接影响着各设备的安全性和操纵性能。
声发射检测方法是一种无损检测技术，其工作原理基于材料或结构在受力或应变时会产生声发射信号的物理现象。具体的，在钢索结构上布置声发射传感器来捕捉这些微弱的声发射信号，当钢索受到外部力量、压力或损伤时，可能会在其结构内部产生微小的应力集中区域，导致局部微小的应变和微裂纹的扩展，这些微小的应力和裂纹活动会引发声发射信号，即微小的声波或超声波信号。
声发射传感器会将信号转换成电信号，并传输到检测装置进行分析和处理。分析过程涵盖了对信号的特征提取、时域频域分析、模式识别等步骤，以分析识别潜在的损伤迹象和损伤区域。如果存在异常信号或与已知损伤特征相匹配的信号，即可提示操作人员进行进一步检查、维护甚至更换，以保证操纵系统的安全可靠。
然而目前市面上使用广泛、价格适宜、性能可靠的声发射传感器尺寸主要集中在直径8mm至30mm之间，且主要为圆柱状结构。由于钢索属于螺旋柱状绳径类结构，通过声发射传感器探头端面与钢丝绳贴合检测时，实际贴合接触的区域仅为线接触，因此巨大的间隙会造成损伤声发射信号的巨大损耗，尤其是与传感器探头没有直接接触的钢丝，从而降低传感器探头的采集精度和准确性。
发明内容
本发明提供一种基于声发射探伤的波导夹具，以解决现有技术中传感器探头的采集精度和准确性低的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的一种基于声发射探伤的波导夹具采用如下技术方案：一种基于声发射探伤的波导夹具包括：用于夹紧待测钢丝绳的上夹块和下夹块，上夹块与下夹块之间形成用于穿设钢丝绳的内腔，内腔中填充有波导介质以在钢丝绳穿过内腔时，将钢丝绳与内腔的腔壁之间的空隙填满；
所述上夹块的顶面为耦合端面，所述耦合端面为平面且用于与声发射传感器的传感器探头接触；
所述上夹块上还设有用于固定声发射传感器的固定结构。
有益效果是：本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具在使用时，首先将上夹块和下夹块固定在钢丝绳上，同时根据钢丝绳尺寸填充设定的波导介质，使得上夹块和下夹块与钢索之间的空隙填满，从而避免空气对钢索发出的声信号的传递过程造成阻碍，当钢丝绳发出声信号时，声信号通过波导介质、上夹块和下夹块传递至声发射传感器的传感器探头，然后传递至声发射传感器内，此时，声发射传感器再将声信号传递至声发射监测系统以供工作人员分析处理。本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具在使用时，通过波导介质将内腔与钢索之间的空气排除，从而降低信号损耗，提高传感器探头的采集精度和准确性。
进一步的，所述波导介质包括铝箔卷和耦合剂，铝箔卷用于卷绕在待测钢丝绳的外周上，耦合剂用于填充在铝箔卷与内腔的腔壁之间的空隙中以及铝箔卷与待测钢丝绳之间的空隙中。
有益效果：便于将钢索与上夹块和下夹块之间的空气排净，从而减少空气对声信号传播的阻挡。
进一步的，上夹块与下夹块的内表面均为圆弧面。
有益效果：外形美观，节省材料。
进一步的，所述上夹块和所述下夹块的一端通过铰接轴铰接连接，另一端通过快速释放扣连接，快速释放扣包括设置在上夹块上的插入结构和设置在下夹块上且与插入结构对应的承插结构，所述插入结构能够插入承插结构且锁定。
有益效果：结构简单，便于波导夹具的安装和拆卸。
进一步的，所述上夹块和所述下夹块沿钢丝绳延伸方向的两端均设有密封盖，至少其中一侧的密封盖上开设有用于向内腔内注入所述耦合剂的注入通道。
有益效果：避免耦合剂的泄漏。
进一步的，所述注入通道为迷宫密封沟道。
有益效果：密封效果好，避免耦合剂泄漏。
进一步的，所述密封盖均为橡胶材质制成。
有益效果：保护与钢丝绳的接触面免受挤压，从而避免钢丝绳受外部损伤。
进一步的，所述固定结构包括平行间隔布置在耦合端面上方的传感器压紧片，所述传感器压紧片用于压紧在声发射传感器上端面上，所述传感器压紧片上沿钢丝绳延伸方向间隔布置有两根高度调节螺杆，两根高度调节螺杆穿过传感器压紧片且固定在所述耦合端面上，各所述高度调节螺杆上还均螺纹连接有压紧螺母，所述压紧螺母处于传感器压紧片上方。
有益效果：结构简单，便于调节。
进一步的，所述耦合端面与声发射传感器的传感器探头之间涂敷有耦合剂。
有益效果：确保传感器探头与耦合端面接触连接的稳定性，从而保证声信号传递的稳定性和准确性。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1为本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具的结构示意图；
图2为图1中A处放大示意图；
图3为本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具的侧视图。
附图标记说明：
1、压紧螺母；2、上夹块；3、下夹块；4、声发射传感器；5、铰接轴；6、插入结构；7、承插结构；8、铝箔卷；9、耦合剂；10、密封盖；11、迷宫密封沟道；12、耦合端面；13、传感器压紧片；14、高度调节螺杆；15、钢丝绳。
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，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，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。
附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
本发明所提供的一种基于声发射探伤的波导夹具的实施例1：
如图1至图3所示，本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具包括：上夹块2、下夹块3、快速释放扣和固定结构。
上夹块2的一侧设有铰接轴5，下夹块3的另一侧设有与上述铰接轴5对应且适配的铰接套，上夹块2和下夹块3通过铰接轴5、铰接套铰接在一起。上夹块2和下夹块3之间形成用于穿设钢索的内腔，内腔与钢丝绳15之间还填充有波导介质，以将钢丝绳15外表面与上夹块和下夹块1内表面之间的空气排除。
波导介质包括卷绕在钢丝绳15上且处于内腔内的铝箔卷8和填充在内腔内的耦合剂9。波导介质能够有效降低声波在传导过程中的损耗，确保监测信号的传播更为稳定和精确，提高监测的灵敏度和准确性，降低漏检率。
为避免耦合剂9挤入内腔时泄露，上夹块2和下夹块3沿钢丝绳15延伸方向的两端均设有采用橡胶材质制成的密封盖10，且密封盖10上还开设有用于向内腔注入耦合剂9的注入通道，在本实施例中，上述注入通道为迷宫密封沟道11，从而使得耦合剂9进入内腔后通过上夹块2和下夹块3将密封盖10压紧，以使迷宫密封沟道11受挤压闭合，进而避免耦合剂9泄漏的事故发生。橡胶材质的密封盖10能够保护与钢丝绳15的接触面免受挤压导致的外部损伤。
快速释放扣包括插入结构6和承插结构7，插入结构6设置在上夹块2与铰接轴5相对的一侧；承插结构7设置在下夹块3与铰接套相对的一侧，插入结构6能够插入承插结构7内且将上夹块2和下夹块3锁定在一起，且上夹块2和下夹块3互锁后内腔截面呈圆形。
为使声发射传感器4的传感器探头能够与上夹块2紧贴在一起，上夹块2上端面为涂敷有耦合剂9的耦合端面12，上述传感器探头伸入耦合端面12上的耦合剂9内并与上夹块2贴合。
固定结构包括平行间隔布置在耦合端面12上方的传感器压紧片13、高度调节螺杆14和压紧螺母1。
传感器压紧片13压紧在声发射传感器4上端面上。
高度调节螺杆14设有两根，两根高度调节螺杆14沿钢索延伸方向间隔布置，同时两根高度调节螺杆14沿竖直方向延伸且贯穿传感器压紧片13。
压紧螺母1设有两个，两个压紧螺母1与两根高度调节螺杆14一一对应设置，压紧螺母1螺纹连接在对应的高度调节螺杆14上，且压紧螺母1处于传感器压紧片13上方。
本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具在使用时，首先在钢丝绳15待检测位置处卷绕设定量的铝箔卷8，然后再将上夹块2和下夹块3套设在铝箔卷8外侧，此时再沿迷宫密封沟道11向内腔内注入适量的耦合剂9，注入完毕后再通过快速释放扣将上夹块2和下夹块3互锁固定，同时上夹块2和下夹块3互锁过程中，上夹块2和下夹块3挤压密封盖10，以将迷宫密封沟道11闭合；此时，再旋转压紧螺母1，使得声发射传感器4的传感器探头能够伸入耦合端面12上的耦合剂9内且与耦合端面12接触连接，此时钢丝绳15发出的声信号即可沿内腔、上夹块2和下夹块3传递至声发射传感器4的传感器探头上。
本发明的一种基于声发射探伤的波导夹具在使用时，通过波导介质将内腔与钢丝绳之间的空气排除，从而降低信号损耗，提高传感器探头的采集精度和准确性。
本发明所提供的一种基于声发射探伤的波导夹具的实施例2：
其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，上夹块和所述下夹块通过铰接轴铰接在一起。
在本实施例中，上夹块和下夹块两端也能够均通过快速释放扣连接在一起。
本发明所提供的一种基于声发射探伤的波导夹具的实施例3：
其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，波导介质包括铝箔卷和耦合剂。
在本实施例中，也能够不设置铝箔卷，而仅使用耦合剂将内腔内空气排出。
本发明所提供的一种基于声发射探伤的波导夹具的实施例4：
其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，所述固定结构包括平行间隔布置在耦合端面上方的传感器压紧片，所述传感器压紧片用于压紧在声发射传感器上端面上，所述传感器压紧片上沿钢丝绳延伸方向间隔布置有两根高度调节螺杆，两根高度调节螺杆穿过传感器压紧片且固定在所述耦合端面上，各所述高度调节螺杆上还均螺纹连接有压紧螺母，所述压紧螺母处于传感器压紧片上方。
在本实施例中，所述高度调节螺杆也能够采用电动伸缩杆，此时电动伸缩杆固定端固定在耦合端面上，伸缩端与传感器压紧片连接，从而控制传感器压紧片压紧声发射传感器，此时不再设置压紧螺母。
Claims (9)
1.一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，包括用于夹紧待测钢丝绳的上夹块和下夹块，上夹块与下夹块之间形成用于穿设钢丝绳的内腔，内腔中填充有波导介质以在钢丝绳穿过内腔时，将钢丝绳与内腔的腔壁之间的空隙填满；
所述上夹块的上端面为耦合端面，所述耦合端面为平面且用于与声发射传感器的传感器探头接触；
所述上夹块上还设有用于固定声发射传感器的固定结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，所述波导介质包括铝箔卷和耦合剂，铝箔卷用于卷绕在待测钢丝绳的外周上，耦合剂用于填充在铝箔卷与内腔的腔壁之间的空隙中以及铝箔卷与待测钢丝绳之间的空隙中。
3.根据权利要求2所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，上夹块与下夹块的内表面均为圆弧面。
4.根据权利要求3所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，所述上夹块和所述下夹块的一端通过铰接轴铰接连接，另一端通过快速释放扣连接，快速释放扣包括设置在上夹块上的插入结构和设置在下夹块上且与插入结构对应的承插结构，所述插入结构能够插入承插结构且锁定。
5.根据权利要求4所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，所述上夹块和所述下夹块沿钢丝绳延伸方向的两端均设有密封盖，至少其中一侧的密封盖上开设有用于向内腔内注入所述耦合剂的注入通道。
6.根据权利要求5所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，所述注入通道为迷宫密封沟道。
7.根据权利要求5所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，所述密封盖均为橡胶材质制成。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，所述固定结构包括平行间隔布置在耦合端面上方的传感器压紧片，所述传感器压紧片用于压紧在声发射传感器上端面上，所述传感器压紧片上沿钢丝绳延伸方向间隔布置有两根高度调节螺杆，两根高度调节螺杆穿过传感器压紧片且固定在所述耦合端面上，各所述高度调节螺杆上还均螺纹连接有压紧螺母，所述压紧螺母处于传感器压紧片上方。
9.根据权利要求8所述的一种基于声发射探伤的波导夹具，其特征在于，所述耦合端面与声发射传感器的传感器探头之间涂敷有耦合剂。
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