CN211235659U - 一种金属橡胶无损检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属橡胶无损检测系统，包括超声检测探头，还包括超声数据采集及传输模块和数据显示及处理平台，所述超声检测探头、超声数据采集及传输模块和数据显示及处理平台三者依次电性连接；所述超声检测探头安装在三维移动组件上。本实用新型提供的金属橡胶无损检测系统结构简单，操作方便，适应于对具有不同外观、尺寸、形状、所处环境等被测对象进行实现全方位、多角度检测。

Description

一种金属橡胶无损检测系统

技术领域

本实用新型涉及道路建设检测技术，具体涉及一种金属橡胶无损检测系统。

背景技术

随着高速列车的迅速发展，为了提高列车运行的平稳性、舒适性，橡胶弹性元件越来越多的应用于轨道车辆转向架的弹簧装置与定位装置。列车在高速运行的过程中，转向架受到复杂的动态力作用，经常发生橡胶弹性元件的橡胶和金属的粘接面剥离或橡胶撕裂等现象，破坏了弹性元件的使用性能，严重威胁列车行车安全。

在动车组检修过程中涉及到非常多的使用橡胶和金属结合的配件，这些配件主要是传递和缓冲相关配件之间的作用力，吸收高频震动的作用。每个配件检修橡胶和金属结合部位的开裂长度、宽度、深度都有非常详细的标准，目前主要是依靠人工检测，存在检测不准确及误差较大等现象，难以满足检修需求。并且由于橡胶与金属硫化的强度各不相同，加上橡胶本身的弹性及作业人员的力度大小和光照强度等情况结合在一起，使得人工判断金属橡胶开裂的情况非常困难，可靠性极低。此外，一些可用于检测金属与橡胶结合的检测装置，体积较大，且操作不灵活，不方便使用。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了解决上述问题的一种金属橡胶无损检测系统，结构简单，成本较低，且操作灵活，方便快速检测。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种金属橡胶无损检测系统，包括超声检测探头，还包括超声数据采集及传输模块和数据显示及处理平台，所述超声检测探头、超声数据采集及传输模块和数据显示及处理平台三者依次电性连接；所述超声检测探头安装在三维移动组件上。

本实用新型提供的检测系统的工作过程：把超声检测探头置于被测金属橡胶件的金属的上表面。超声数据采集及传输模块输出方波脉冲激励超声检测探头产生超声波，超声波透过金属层并在粘接界面上发生反射；超声回波信号经过常规的放大、A/D转换后，由超声数据采集及传输模块采集，之后数据通过通信网络接口传输至数据显示及处理平台，即工控机；在工控机上对超声波信号进行处理，判别被检对象是否发生脱粘。

此外，为了适应不同被测对象的外观、尺寸、形状、所处环境等因素，本发明将超声检测探头装置在三维移动组件上，实现水平方向上不同位置的检测、竖直方向上不同高度的测量。

进一步地，所述三维移动组件包括水平直线移动件I、水平直线移动件II和竖直直线移动件；所述水平直线移动件I和水平直线移动件II两者的直线移动方向相互垂直；水平直线移动件II的固定端设置在水平直线移动件I的滑动部件上，竖直直线移动件的固定端设置在水平直线移动件II的滑动部件上，超声检测探头安装在竖直直线移动件的滑动部件上。

若设定水平直线移动件I实现超声检测探头沿x轴上，则水平直线移动件II实现超声检测探头在y轴向上移动，竖直直线移动件实现超声检测探头在z轴上移动。通过控制水平直线移动件I上的滑动部件直线移动，带动水平直线移动件II、竖直直线移动件和超声检测探头在水平面的x轴同步同向移动；通过控制水平直线移动件II上的滑动部件直线移动，带动竖直直线移动件和超声检测探头在水平面的y轴同步同向移动；通过控制竖直直线移动件的滑动部件移动，带动超声检测探头沿z轴同步同向移动。其中水平直线移动件I、水平直线移动件II和竖直直线移动件可采用现有的直线移动机构，如丝杠传动机构、齿轮-齿条机构、链传动、曲柄滑块等。

进一步地，所述水平直线移动件I、水平直线移动件II和竖直直线移动件均采用丝杠传动机构。

本实用新型提供水平直线移动件I、水平直线移动件II和竖直直线移动件优选采用丝杠传动机构，结构简单，且利于准确、平稳调节超声检测探头的检测位置。

进一步地，所述竖直直线移动件通过转盘与水平直线移动件II连接；所述转盘的固定端安装在水平直线移动件II的滑动部件上，竖直直线移动件的固定端安装在转盘的回转平台。

通过将数值直线移动件转盘上，如电动转盘上，可以围绕三维移动组件进行旋转，从而利于无需搬动三维移动组件来调整超声检测探头的朝向，方便超声检测探头的多角度检测。

进一步地，所述超声检测探头通过水平摇臂与竖直直线移动件连接；所述水平摇臂采用电动缸驱动伸缩摇臂，水平摇臂的一端与竖直直线移动件的滑动部件连接，另一端用于固定超声检测探头。

为扩大超声检测探头的检测区域半径并方便控制，超声检测探头通过水平摇臂安装在竖直直线移动件上；当被测区域距离设备主体较远时，控制电动缸伸出，达到扩大检测半径的目的，实现全方位、多角度检测。

进一步地，所述超声检测探头包括超声探头结构主体和探头，所述超声探头结构主体安装在水平摇臂的伸缩端，探头固定在超声探头结构主体上；且在超声探头结构主体上还设有防撞环，所述防撞环沿探头的周向呈环形分布，且探头突出所在超声探头结构主体的平面的高度小于防撞环的深度。

本实用新型在超声探头结构上设置有防撞环，当距离传感器或其他移动装置失效时，可有效保护超声探头。

进一步地，所述超声探头结构主体上开设有安装防撞环的环形安装槽，环形安装槽底部还沿周向分布设有若干霍尔接近开关；所述防撞环呈伸缩结构设置在环形安装槽内，防撞环的内壁上嵌设有与霍尔接近开关适配的磁铁；在防撞环自由端部接触到检测物表面且被压缩时，防撞环带动磁铁被进一步压入环形安装槽内，直至磁铁与霍尔接近开关接触，从而触发霍尔接近开关完成开关动作。

防撞环采用常规的一些可伸缩结构，防撞环内装有与霍尔接近开关适配的磁铁，当设备控制系统失效时，防撞环与被测件距离越来越近，防撞环及电磁铁被压入环形安装槽内，在有效保护超声探头的前提下(最大压入距离时，被测件未接触超声探头)，电磁铁接触霍尔接近开关，从而发出信号切断系统电源，使包括失效部件在内的整体机构全部停止运转。

进一步地，所述超声检测探头采用直径为10mm-20mm的超声纵波探头，超声数据采集及传输模块采用CTS-PA22X，数据显示及处理平台采用IPC-820工控机；所述超声数据采集及传输模块和数据显示及处理平台通过网线直接连接、或通过交换机和网线转接连接。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型提供的检测系统的工作过程：把超声检测探头置于被测金属橡胶件的金属的上表面。超声数据采集及传输模块输出方波脉冲激励超声检测探头产生超声波，超声波透过金属层并在粘接界面上发生反射；超声回波信号经过常规的放大、A/D转换后，由超声数据采集及传输模块采集，之后数据通过通信网络接口传输至数据显示及处理平台，即工控机；在工控机上对超声波信号进行处理，判别被检对象是否发生脱粘。

2、为了适应不同被测对象的外观、尺寸、形状、所处环境等因素，实现全方位、多角度检测，本发明将超声检测探头装置在三维移动组件上，实现水平方向上不同位置的检测、竖直方向上不同高度的测量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的金属橡胶无损检测系统结构示意图；

图2为本实用新型的三维移动组件立体结构示意图；

图3为本实用新型的超声探头结构主体和探头连接关系结构示意图；

图4为本实用新型的超声检测探头截面结构示意图；

图5为实施例3提供的防撞环在超声检测探头内安装结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-超声检测探头，11-超声探头结构主体，12-探头，13- 防撞环，14-霍尔接近开关，15-磁铁，16-圆柱拉伸弹簧，17-限位环板，18-环形安装槽，2- 超声数据采集及传输模块，3-数据显示及处理平台，4-三维移动组件，41-水平直线移动件I， 42-水平直线移动件II，43-竖直直线移动件，44-转盘，45-水平摇臂。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实用新型提供了一种金属橡胶无损检测系统，包括超声检测探头1、超声数据采集及传输模块2和数据显示及处理平台3，超声检测探头1、超声数据采集及传输模块2和数据显示及处理平台3三者依次电性连接；超声检测探头1安装在三维移动组件4上。超声检测探头1采用直径为10mm-20mm的超声纵波探头，中心频率为2.5MHZ和5MHZ，通过通信线缆与超声数据采集及传输模块2连接；超声数据采集及传输模块2采用CTS-PA22X；数据显示及处理平台3采用IPC-820工控机，是基于PC的工业控制计算机；超声数据采集及传输模块2和数据显示及处理平台3通过以太网直接连接、或通过交换机和以太网转接连接。

实施例2

在实施例1的基础上进一步改进，所述三维移动组件4包括水平直线移动件I41、水平直线移动件II42和竖直直线移动件43；水平直线移动件I41和水平直线移动件II42两者的直线移动方向相互垂直；水平直线移动件II42的固定端设置在水平直线移动件I41的滑动部件上，竖直直线移动件43的固定端设置在水平直线移动件II42的滑动部件上，超声检测探头1安装在竖直直线移动件43的滑动部件上。水平直线移动件I41、水平直线移动件II42和竖直直线移动件43均采用丝杠传动机构，上述滑动部件是指传动螺纹副或安装于传动螺纹副的安装板，丝杠传动机构为电动缸丝杠传动机构。竖直直线移动件43通过转盘44与水平直线移动件II42连接，转盘44采用现有的电动转盘；转盘44的固定端安装在水平直线移动件II42的滑动部件上，竖直直线移动件43的固定端安装在转盘44的回转平台。超声检测探头1通过水平摇臂45与竖直直线移动件43连接；水平摇臂45采用电动缸驱动伸缩摇臂，水平摇臂 45的一端与竖直直线移动件43的滑动部件连接，另一端用于固定超声检测探头1。

实施例3

在实施例2的基础上进一步改进，所述超声检测探头1包括超声探头结构主体11和探头 12，超声探头结构主体11安装在水平摇臂45的伸缩端，探头12固定在超声探头结构主体 11上；且在超声探头结构主体11上还设有防撞环13，防撞环13沿探头12的周向呈环形分布，且探头12突出所在超声探头结构主体11的平面的高度小于防撞环13的深度。超声探头结构主体11上开设有安装防撞环13的环形安装槽，环形安装槽底部还沿周向分布设有若干霍尔接近开关14；防撞环13呈伸缩结构设置在环形安装槽内，防撞环13的内壁上嵌设有与霍尔接近开关14适配的磁铁15；在防撞环13自由端部接触到检测物表面且被压缩时，防撞环13带动磁铁15被进一步压入环形安装槽内，直至磁铁15与霍尔接近开关14接触，从而触发霍尔接近开关14完成开关动作。

如图5所示，超声探头结构主体11上开设有环形安装槽18，防撞环13底端外壁设有限位环板17，防撞环13的轴向截面呈倒T型结构卡设在环形安装槽18内，在限位环板17和环形安装槽18的台阶处之间设置拉圆柱拉伸弹簧16用于实现防撞环13的伸缩动作；防撞环13内壁上设置磁铁15，环形安装槽18内设置用于与磁铁15适配的霍尔接近开关14。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属橡胶无损检测系统，包括超声检测探头(1)，其特征在于，还包括超声数据采集及传输模块(2)和数据显示及处理平台(3)，所述超声检测探头(1)、超声数据采集及传输模块(2)和数据显示及处理平台(3)三者依次电性连接；所述超声检测探头(1)安装在三维移动组件(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种金属橡胶无损检测系统，其特征在于，所述三维移动组件(4)包括水平直线移动件I(41)、水平直线移动件II(42)和竖直直线移动件(43)；所述水平直线移动件I(41)和水平直线移动件II(42)两者的直线移动方向相互垂直；水平直线移动件II(42)的固定端设置在水平直线移动件I(41)的滑动部件上，竖直直线移动件(43)的固定端设置在水平直线移动件II(42)的滑动部件上，超声检测探头(1)安装在竖直直线移动件(43)的滑动部件上。

3.根据权利要求2所述的一种金属橡胶无损检测系统，其特征在于，所述水平直线移动件I(41)、水平直线移动件II(42)和竖直直线移动件(43)均采用丝杠传动机构。

4.根据权利要求2所述的一种金属橡胶无损检测系统，其特征在于，所述竖直直线移动件(43)通过转盘(44)与水平直线移动件II(42)连接；所述转盘(44)的固定端安装在水平直线移动件II(42)的滑动部件上，竖直直线移动件(43)的固定端安装在转盘(44)的回转平台。

5.根据权利要求1或2所述的一种金属橡胶无损检测系统，其特征在于，所述超声检测探头(1)通过水平摇臂(45)与竖直直线移动件(43)连接；所述水平摇臂(45)采用电动缸驱动伸缩摇臂，水平摇臂(45)的一端与竖直直线移动件(43)的滑动部件连接，另一端用于固定超声检测探头(1)。

6.根据权利要求5所述的一种金属橡胶无损检测系统，其特征在于，所述超声检测探头(1)包括超声探头结构主体(11)和探头(12)，所述超声探头结构主体(11)安装在水平摇臂(45)的伸缩端，探头(12)固定在超声探头结构主体(11)上；且在超声探头结构主体(11)上还设有防撞环(13)，所述防撞环(13)沿探头(12)的周向呈环形分布，且探头(12)突出所在超声探头结构主体(11)的平面的高度小于防撞环(13)的深度。

7.根据权利要求6所述的一种金属橡胶无损检测系统，其特征在于，所述超声探头结构主体(11)上开设有安装防撞环(13)的环形安装槽，环形安装槽底部还沿周向分布设有若干霍尔接近开关(14)；所述防撞环(13)呈伸缩结构设置在环形安装槽内，防撞环(13)的内壁上嵌设有与霍尔接近开关(14)适配的磁铁(15)；在防撞环(13)自由端部接触到检测物表面且被压缩时，防撞环(13)带动磁铁(15)被进一步压入环形安装槽内，直至磁铁(15)与霍尔接近开关(14)接触，从而触发霍尔接近开关(14)完成开关动作。

8.根据权利要求1所述的一种金属橡胶无损检测系统，其特征在于，所述超声检测探头(1)采用直径为10mm-20mm的超声纵波探头，超声数据采集及传输模块(2)采用CTS-PA22X，数据显示及处理平台(3)采用IPC-820工控机；所述超声数据采集及传输模块(2)和数据显示及处理平台(3)通过网线直接连接、或通过交换机和网线转接连接。

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