CN205749405U - 水浸法超声波检测探头角度调节尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水浸法超声波检测辅助设备领域，具体涉及一种水浸法超声波检测探头角度调节尺，包括基准块、刻度盘、游标尺和调节尺固定装置，游标尺固定在调节尺固定装置上，调节尺固定装置上具有探头夹持装置，刻度盘与基准块固定连接，刻度盘为扇环形，其外环上具有标称探头发射超声波入射角度的上刻度，上刻度上每格为1°，内环上具有标称探头在钢中的K值的下刻度，游标尺附在刻度盘上且沿刻度盘滑动，游标尺的滑动轨迹为平行于刻度盘外环的弧线，对应刻度盘的上刻度、下刻度分别在游标尺上设置刻度和K值指示线，游标尺上的刻度为10格，每格为0.9°。通过该调节尺可以根据检测需要精确调整探头角度，也可以用来监测探头角度的变化。

Description

水浸法超声波检测探头角度调节尺

技术领域

本实用新型涉及一种水浸法超声波检测探头角度调节尺，属于水浸法超声波检测辅助设备领域。

背景技术

在水浸法超声波检测过程中，探头通过液态介质(本设计针对水)和被检测表面进行耦合，探头发射的超声波透过水层入射到钢产品内部，用于检测钢材内部的不连续。当工件内部缺陷的方向性比较复杂时，一般采用水浸法横波检测。

1.2水浸法超声波检测横波检测范围

当纵波倾斜入射到水和钢材界面时，会产生反射纵波L′和折射纵波L″，同时产生反射横波S′和折射横波S″，各种反射波和折射波方向符合反射、折射定律。调整超声波纵波声束在水中的倾斜角度α，当入射角度在第一临界角α_Ⅰ和第二临界角α_Ⅱ范围内时，钢材中只存在折射横波，这就是直探头水浸法横波检测原理。第一临界角α_Ⅰ和第二临界角α_Ⅱ的计算方法如下：

${\mathrm{\α}}_I=arcsin\frac{C_{L1}}{C_{L2}}$

${\mathrm{\α}}_{II}=arcsin\frac{C_{L1}}{C_{S2}}$

已知超声波在水中的纵波传播速度C_L1＝1480m/s，在钢中纵波传播速度C_L2＝5900m/s，在钢中横波传播速度C_S2＝3230m/s。根据第一临界角α_Ⅰ、第二临界角α_Ⅱ计算公式可以算出，超声波纵波倾斜入射到水/钢界面时的第一临界角α_Ⅰ、第二临界角α_Ⅱ分别为14.5°和27.3°。当α_Ⅰ≤α≤α_Ⅱ，即14.5°≤α≤27.3°时，钢中只存在波形转换后的横波。目前国内标称探头的折射角一般采用K值表示，K＝tanβ，K值范围为1＜K＜3。表1给出了K、α、β之间的关系。

表1水中入射角和钢中折射角、K值对照表

K值	钢中折射角β(°)	水/钢入射角α(°)
			1	45	18.9
1.5	56.3	22.4
			2	63.4	24.2
2.5	68.2	25.2
			3.0	71.6	25.8

目前，水浸法超声波检测的实施过程中，需要通过测量和控制α的大小确保得到合理的超声波声束角度，但在实际检测中存在以下问题：

(a)尚没有专门的测量工具，对探头角度测量比较困难。在特定对象检测时一般采用加工特殊角度的探头夹持装置来实现探头需要倾斜的角度。

(b)K值标称探头的优点是方便检测结果的计算，但是检测时能够测量的角度为α，对缺陷进行定位时需要进行复杂的计算，使用时不方便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种能够根据检测的需要精确调整探头角度且能够用于监测使用过程中探头角度的变化的水浸法超声波检测探头角度调节尺，为现场检测提供了方便。

本实用新型所述的水浸法超声波检测探头角度调节尺，包括基准块、刻度盘、游标尺和调节尺固定装置，游标尺固定在调节尺固定装置上，调节尺固定装置上具有安装探头用的探头夹持装置，刻度盘与基准块固定连接，刻度盘为扇环形，其外环上具有标称探头发射超声波入射角度的上刻度，上刻度上每一格为1°，内环上具有标称探头在钢中的K值的下刻度，游标尺附在刻度盘上且沿刻度盘滑动，游标尺的滑动轨迹为平行于刻度盘的外环的弧线，对应刻度盘的上刻度、下刻度分别在游标尺上设置刻度和K值指示线，游标尺上的刻度为10格，每一格为0.9°。

在本实用新型中，基准块用于确保调节尺的水平位置，调节尺固定装置主要用于固定需要进行测量或调节的探头，游标尺与调节尺固定装置连接并保持随动，由于刻度盘的上刻度每一格为1°(即最小分度是1°)，游标尺总跨度为9°，每格为0.9°(即最小分度是0.9°)，与刻度盘上的最小分度相差0.1°，其读数方法与传统的游标卡尺完全相同，通过游标尺能够将探头角度的读数精确到0.1°，由于游标尺上的K值指示线与刻度盘上的下刻度相对应，因此通过本调节尺还能够直接读出探头在钢中的K值。

利用本实用新型所述调节尺可以根据检测的需要精确调整探头角度，具体调整过程如下：先将基准块固定在水平位置，此时，刻度盘的位置已经固定，之后调节调节尺固定装置的位置，游标尺随调节尺固定装置移动，当游标尺结合刻度盘得到所需探头角度对应的读数时，将调节尺固定装置的位置固定，然后将探头安装在探头夹持装置上，此时探头的角度满足实际检测的需要。

利用本实用新型所述调节尺也可以用来监测使用过程中探头角度的变化，但具体使用过程中，调节尺固定装置的位置是不固定的，将基准块固定在水平位置，同时将探头安装在探头夹持装置上，之后将整个调节尺浸入水中，当探头的倾斜角度发生变化时，调节尺固定装置的位置也会同步变化，进而带动游标尺沿刻度盘移动，即探头角度的变化能够带来游标尺位置的变化，从而能够随时读取探头的角度，便于对探头的倾斜角度进行实时监测。

优选的，所述的刻度盘上具有与其同圆心的圆弧形导向槽，游标尺的上部从圆弧形导向槽中穿过，并在游标尺或者刻度盘上设置限位块，确保游标尺按既定轨迹(即上述的平行于刻度盘外环的弧线)滑动。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

本实用新型所述的调节尺结构简单、设计巧妙，通过该调节尺既可以根据检测的需要来精确调整探头角度，也可以用来监测使用过程中探头角度的变化，操作简便快捷，而且测量精度高(通过游标尺能够精确到0.1°)，同时能够直接读出探头在钢中的K值，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中I部位的结构示意图。

图中：1、调节尺固定装置；2、探头夹持装置；3、游标尺；4、刻度盘；5、基准块；6、刻度；7、上刻度；8、下刻度；9、K值指示线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

如图1、2所示，本实用新型所述的水浸法超声波检测探头角度调节尺包括基准块5、刻度盘4、游标尺3和调节尺固定装置1，游标尺3固定在调节尺固定装置1上，调节尺固定装置1上具有安装探头用的探头夹持装置2，刻度盘4与基准块5固定连接，刻度盘4为扇环形，其外环上具有标称探头发射超声波入射角度的上刻度7，上刻度7上每一格为1°，内环上具有标称探头在钢中的K值的下刻度8，游标尺3附在刻度盘4上且沿刻度盘4滑动，游标尺3的滑动轨迹为平行于刻度盘4的外环的弧线，对应刻度盘4的上刻度7、下刻度8分别在游标尺3上设置刻度6和K值指示线9，游标尺3上的刻度6为10格，每一格为0.9°。本实施例中，在刻度盘4上设有与其同圆心的圆弧形导向槽，游标尺3的上部从圆弧形导向槽中穿过，并在游标尺3或者刻度盘4上设置限位块，以确保游标尺3按既定轨迹(即上述的平行于刻度盘4外环的弧线)滑动。

利用上述调节尺可以根据检测的需要精确调整探头角度，具体调整过程如下：先将基准块5固定在水平位置，此时，刻度盘4的位置已经固定，之后调节调节尺固定装置1的位置，游标尺3随调节尺固定装置1移动，当游标尺3结合刻度盘4得到所需探头角度对应的读数时，将调节尺固定装置1的位置固定，然后将探头安装在探头夹持装置2上，此时探头的角度满足实际检测的需要。

利用上述调节尺也可以用来监测使用过程中探头角度的变化，但具体使用过程中，调节尺固定装置1的位置是不固定的，将基准块5固定在水平位置，同时将探头安装在探头夹持装置2上，之后将整个调节尺浸入水中，当探头的倾斜角度发生变化时，调节尺固定装置1的位置也会同步变化，进而带动游标尺3沿刻度盘4移动，即探头角度的变化能够带来游标尺3位置的变化，从而能够随时读取探头的角度，便于对探头的倾斜角度进行实时监测。

Claims (2)

1.一种水浸法超声波检测探头角度调节尺，其特征在于：包括基准块(5)、刻度盘(4)、游标尺(3)和调节尺固定装置(1)，游标尺(3)固定在调节尺固定装置(1)上，调节尺固定装置(1)上具有安装探头用的探头夹持装置(2)，刻度盘(4)与基准块(5)固定连接，刻度盘(4)为扇环形，其外环上具有标称探头发射超声波入射角度的上刻度(7)，上刻度(7)上每一格为1°，内环上具有标称探头在钢中的K值的下刻度(8)，游标尺(3)附在刻度盘(4)上且沿刻度盘(4)滑动，游标尺(3)的滑动轨迹为平行于刻度盘(4)的外环的弧线，对应刻度盘(4)的上刻度(7)、下刻度(8)分别在游标尺(3)上设置刻度(6)和K值指示线(9)，游标尺(3)上的刻度(6)为10格，每一格为0.9°。

2.根据权利要求1所述的水浸法超声波检测探头角度调节尺，其特征在于：所述的刻度盘(4)上具有与其同圆心的圆弧形导向槽，游标尺(3)的上部从圆弧形导向槽中穿过，并在游标尺(3)或者刻度盘(4)上设置限位块。