CN204422485U - 吸附力可调的管道超声导波检测用斜探头 - Google Patents

Abstract

吸附力可调的管道超声导波检测用斜探头，螺旋扭杆包括固定螺母、旋转头、螺栓三部分；螺栓穿过升降架的顶端通孔与旋转头通过销钉连接固定，固定螺母通过胶水或者点焊的方式固定在螺栓上；升降架底端的支撑脚为中空结构，两磁铁对称安装在该中空结构内部，升降架通过外壳内部两侧的通孔安装并可在通孔内移动；上封盖两侧为凹槽结构，升降架的两端支撑穿过上封盖的凹槽，上封盖卡在升降架的两支撑脚处；无外壳探头及楔形块整体预先安装在外壳中间通孔内；BNC接头穿过外壳侧面的孔与无外壳探头及楔形块整体连接；所述下封盖设置在外壳的底部两侧，用以封装外壳两侧的通孔。

Description

吸附力可调的管道超声导波检测用斜探头

技术领域

吸附力可调的管道超声导波检测用斜探头，属于超声无损检测领域，探头可吸附在管道表面且吸附力大小可以调节，从而稳定激励出超声导波。

背景技术

随着对超声波高速检测需求的日益增长，超声导波检测技术成为国内外的研究热点。根据在管道中不同传播方向，管中的超声导波可以被分为两类。一类称为周向导波，该类导波沿管道圆周方向传播。周向导波包括周向Lamb波和周向水平剪切波两类，适用于大口径管道结构的检测。第二类沿管道轴向传播，称为柱面导波，包括纵向、扭转和弯曲三种模态。柱面导波主要应用管道的长距离轴向检测，国内已有大量相关研究报道。

导波检测用斜探头楔形块底面多为平面，超声波能量不能有效地传递到管道中产生导波。为在管道中有效地激励接收柱面导波，将楔形块与管道的耦合面设计成弧面，弧面半径与管道半径相同，以实现探头与管道之间良好的耦合。尽可能地降低因楔形块不完全耦合造成的激励和接收声波能量损失。

检测管道所用斜探头由楔形块和探头两部分构成，使用时有两个耦合交界面：探头和楔形块之间、楔形块和管道之间。在多次使用过程中，耦合交界面容易产生气泡，尤其是探头与楔形块之间。因为人工按压楔形块时很多时候会按住探头，造成探头往复移动，加上耦合剂的涂抹不均匀，很容易在交界面产生气泡。因此斜探头中的探头部分直接在斜探头外壳内制作，并预先使得探头和楔形块耦合好,从而在外壳中将探头、楔形块制作成一个整体。不仅解决了探头和楔形块耦合交界面的气泡问题，而且节省人力和耦合剂、使用方便。

为实现探头稳定吸附于管道表面，有效激励接收超声导波，设计了吸附结构，斜探头不仅能稳定吸附在管道，而且吸附力的大小可调。

发明内容

为了解决目前管道超声导波检测用斜探头中的楔形块与探头、楔形块与管道外表面耦合效果不佳及在使用过程中容易混进空气的以致信号不稳定问题，楔形块首先设计为与管道外表面相同的弧面，并且设计了可调式吸附结构。为了保证旋转扭杆往不同方向旋转时升降架可以上下移动，在旋转扭杆上有一个螺母固定住升降架使得升降架可以上下移动。这样就保证了升降架中的磁铁上下往复移动从而使得磁铁磁化软磁性下封盖程度中发生变化，进而影响软磁性下封盖与管道之间吸附力大小的变化，最后使得斜楔形块与管道的耦合压力发生变化。设计使用下封盖可以防止耦合剂及灰尘进入升降架及磁铁的缝隙中，使得日常清理只需擦干净下端盖即可，简单方便而且更加方便。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为管道超声导波可调吸附式整体探头，该结构包括旋转头1、固定螺母2、螺栓3、升降架4、磁铁5、外壳6、下封盖7、上封盖8、BNC接头9、无外壳探头及楔形块整体10。

螺旋扭杆包括固定螺母2、旋转头1、螺栓3三部分；螺栓3穿过升降架4的顶端通孔与旋转头1通过销钉连接固定，固定螺母2通过胶水或者点焊的方式固定在螺栓3上；升降架4底端的支撑脚为中空结构，两磁铁5对称安装在该中空结构内部，升降架4通过外壳6内部两侧的通孔安装并可在通孔内移动；上封盖8两侧为凹槽结构，升降架4的两端支撑穿过上封盖8的凹槽，上封盖8卡在升降架4的两支撑脚处；无外壳探头及楔形块整体10预先安装在外壳6中间通孔内；BNC接头9穿过外壳6侧面的孔与无外壳探头及楔形块整体10连接；所述下封盖7设置在外壳6的底部两侧，用以封装外壳6两侧的通孔。

所述的无外壳探头及楔形块整体10由压电片、60°有机玻璃楔形块及前衬背衬组成。

上封盖8中间突起是螺栓通孔，螺栓3可以通过螺纹旋转在通孔中上下移动。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果。

1、为了使得探头在使用过程中容易清洁，整体式探头底部部分采用封闭形式，使磁铁不会直接与管道接触，而是通过底部的软磁性材料与管道耦合。不仅避免了耦合剂进入包含磁铁的升降架中，也避免了磁铁生锈，而且容易清洁。

2、升降架中的磁铁将磁力传递到固定在探头外壳两侧底部的软磁性材料上，再传递到与之耦合的管道。而通过旋转旋转头可以调节升降架距离下封盖的间距，也就是调节了传递到软磁性材料的磁力。通过控制软磁性材料上磁力的大小可以控制其与管道耦合的力的大小。在使用过程中不仅可以使探头自动吸附在管道上，而且可以调节耦合压力，控制吸附力的大小以得到最佳声波信号传递效果。

3、有机玻璃楔形块采用弧面，并且弧面半径与管道相同，相比底部是平面的楔形块耦合面积增加、声波传递效率更高。

附图说明

图1探头结构分解示意图。

图2整体式探头示意图。

图中：1、旋转头，2、固定螺母，3、螺栓，4、升降架，5、磁铁，6、外壳，7、下封盖，8、上封盖，9、BNC接头，10、无外壳探头及楔形块整体。

具体实施方式

如图1-2所示，旋转头1通过销钉与螺栓3固定，螺栓3与固定螺母2固定，这三个部件构成一个整体，称之为螺旋扭杆。螺旋扭杆可以通过旋转在上封盖8的螺纹通孔中上下移动。由于旋转头1和固定螺母2卡住升降架4，所以螺纹扭杆上下移动时升降架4跟随它一起上下移动。

升降架4的两侧底部孔内固定了磁铁5，磁铁5磁化装在探头底部两侧的软磁性下封盖7。软磁性下封盖7直接与管道贴合在一起，两者之间的贴合压力大小由磁铁5对软磁性材料的磁化程度决定。当磁铁5距离软磁性材料距离越近时，磁化程度越大，软磁性下封盖7与管道的贴合压力越大。

由于下封盖7和有机玻璃楔形块的弧面半径都和管道一样，因此下封盖7与管道的贴合压力越大，楔形块与管道的耦合压力也越大。当旋转头1转动控制升降架4上下移动时，升降架4中的磁铁对软磁性下封盖的磁化程度改变。磁化程度的变化控制了下封盖7与管道的贴合压力，也就是楔形块与管道的耦合压力。这样不仅能使探头自动吸附在管道，同时还能调节吸附力的大小以及楔形块与管道的耦合压力大小。

Claims (3)

1.一种吸附力可调的管道超声导波检测用斜探头，其特征在于：该斜探头包括旋转头(1)、固定螺母(2)、螺栓(3)、升降架(4)、磁铁(5)、外壳(6)、下封盖(7)、上封盖(8)、BNC接头(9)、无外壳探头及楔形块整体(10)；

螺旋扭杆包括固定螺母(2)、旋转头(1)、螺栓(3)三部分；螺栓(3)穿过升降架(4)的顶端通孔与旋转头(1)通过销钉连接固定，固定螺母(2)通过胶水或者点焊的方式固定在螺栓(3)上；升降架(4)底端的支撑脚为中空结构，两磁铁(5)对称安装在该中空结构内部，升降架(4)通过外壳(6)内部两侧的通孔安装并可在通孔内移动；上封盖(8)两侧为凹槽结构，升降架(4)的两端支撑穿过上封盖(8)的凹槽，上封盖(8)卡在升降架(4)的两支撑脚处；无外壳探头及楔形块整体(10)预先安装在外壳(6)中间通孔内；BNC接头(9)穿过外壳(6)侧面的孔与无外壳探头及楔形块整体(10)连接；所述下封盖(7)设置在外壳(6)的底部两侧，用以封装外壳(6)两侧的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种吸附力可调的管道超声导波检测用斜探头，其特征在于：所述的无外壳探头及楔形块整体(10)由压电片、60°有机玻璃楔形块及前衬背衬组成。

3.根据权利要求1所述的一种吸附力可调的管道超声导波检测用斜探头，其特征在于：上封盖(8)中间突起是螺栓通孔。