CN212459537U - 一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：包括箱体和柔性层，所述箱体为楔形中空结构，柔性层作为箱体的底部用于耦合和匹配被检测工件，箱体的顶部设有密封盖板，所述密封盖板上设有用于向箱体中注水的输水阀和用于排出箱体内气体的排气阀。本实用新型能够实现在现场检测中进行水浸法相控阵检测，使得声波的接收和发射更加稳定。楔块底部柔性层可以匹配不同曲率的检测对象，实现对非金属管道进行检测，满足现场水浸式相控阵超声检测要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，属于特种设备检测技术领域。
背景技术
相控阵超声检测技术是特种设备检测领域的先进检测方法，能控制超声波进行偏转和聚焦，提高检测效率和缺陷检出率。在进行非金属焊缝的检测时，常规相控阵楔块采用的是树脂楔块。由于树脂楔块的声速接近被检测工件声速，甚至大于被检测工件声速。根据斯涅耳定理，检测探头的声束偏转角度大幅下降，难以检测工件近表面缺陷，同时进入工件的声波能量降低，使得检测灵敏度降低，容易导致缺陷漏检。树脂楔块是硬质材料制成，无法很好地贴合管道表面，使得检测难度更大。因此本专利设计一种柔性楔块，能匹配不同曲率的检测对象，满足现场水浸式相控阵超声检测要求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：现有非金属材料焊缝检测方法灵敏度低，容易导致缺陷漏检，影响检测结果的问题。
为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是提供了一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：包括箱体和柔性层，所述箱体为楔形中空结构，柔性层作为箱体的底部用于耦合和匹配被检测工件，箱体的顶部设有密封盖板，所述密封盖板上设有用于向箱体中注水的输水阀和用于排出箱体内气体的排气阀。
优选地，所述柔性层的声速低于被检测工件材质的声速且高于水的声速。
优选地，所述密封盖板包括箱体封盖和用于顶部密封的顶部封盖，所述箱体封盖倾斜设置与顶部封盖连接在箱体顶部形成密封。
优选地，所述排气阀设在顶部封盖上，利于箱体内气泡的逸出。
优选地，所述输水阀设在箱体封盖上用于将水注入箱体中。
优选地，所述顶部封盖和箱体之间设有密封件。
优选地，所述箱体封盖上设有固定相控阵探头的探头螺栓，箱体封盖的形状与相控阵探头相匹配。
所述的箱体的材质为铝合金。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、实现在施工现场进行水浸法相控阵检测；
2、实现对非金属管道进行相控阵检测；
3、楔块底部柔性层可以匹配不同曲率的工件，单个探头可以检测多个不同曲率工件；
4、通过楔块底部注水和顶部排气装置，可以更好地使箱体充满水，排空箱体内气体；
5、楔块各部分结构易于加工、拆卸和安装，可以匹配和替换不同规格的探头；
本实用新型能够实现在现场检测中进行水浸法相控阵检测，使得声波的接收和发射更加稳定。楔块底部柔性层可以匹配不同曲率的检测对象，实现对非金属管道进行检测，满足现场水浸式相控阵超声检测要求。
附图说明
图1为本实用新型一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块主体示意图；
图2为本实用新型匹配相控阵探头示意图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本实用新型一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，包括柔性层1、箱体2、顶部封盖3、排气阀4、输水阀6和箱体封盖7，箱体2为中空的楔形结构，材质采用铝合金，内壁光滑，根据需要在箱体2壁上加工螺纹孔用于固定顶部封盖3和箱体封盖7等部件。箱体封盖7倾斜设置，顶部封盖3水平设置，箱体封盖7与顶部封盖3通过螺栓5与箱体2连接固定，在箱体2顶部形成密封，螺栓5带有密封垫片，必要时采用水胶布进行密封。
柔性层1为柔性材质，作为箱体2的底层，根据被检测工件材质确定柔性层1的材质，柔性层1材料具有良好的声透过性，声速低于被检测工件材质声速且大于水中声速。在保证密封性能前提下，柔性层1的厚度尽可能小。
顶部封盖3为铝合金，底部有橡胶密封圈。顶部封盖3与箱体2连接的其中两个侧面为梯形，在其中一个梯形面的短边一侧加工阀门孔用于排气。排气阀4为微型单向排气阀，安装在顶部封盖3顶端的阀门孔内，利于气泡从该侧逸出，排空箱体2内的气体。
如图2所示，箱体封盖7铝合金材质，带有与箱体2密封的橡胶密封圈，箱体封盖7形状匹配相控阵探头9，相控阵探头9用于激励相控阵声波。箱体封盖7表面加工螺纹孔，安装用于固定相控阵探头9的探头螺栓8，探头螺栓8带有垫片。输水阀6为微型单向阀，输水阀6安装在箱体封盖7上将水注入箱体2中。
将顶部封盖3和箱体封盖7通过螺栓5安装在箱体2上，将相控阵探头9用探头螺栓8安装在箱体封盖7上。采用针筒或其他注水装置通过输水阀6将水注入箱体2中，直至水充满整个箱体2，或观察到有少量水从排气阀逸出。在注水过程中，可轻微摇晃箱体2，防止水泡残留在箱体2中影响检测。
下面以聚乙烯燃气管道焊缝的检测为例进行说明：
检测对象为聚乙烯燃气管道焊缝，规格为DE250×22.7mm的PE80级管道。底部柔性层1为高密度聚乙烯，厚度0.07mm。箱体2、顶部封盖3和箱体封盖7的材质为铝合金，相控阵探头9尺寸长30×宽28×25mm，使得楔块底边尺寸长为43mm，宽36mm，用于匹配相控阵探头9的尺寸。楔块斜面与水平面夹角为33.2°，通过公式θ1＝arcsin(ν1sinθ2/v2)计算楔块倾斜角，其中聚乙烯中纵波声速v2＝2340m/s，被检测工件中纵波与法线夹角θ2＝60°，水的纵波声速v1＝1480m/s。检测对象为聚乙烯燃气管道焊缝，规格为DE450×40.9mm的PE80级管道。底部柔性层1为高密度聚乙烯，厚度0.07mm。参数与上述检测过程中一致，不同之处在于楔块倾斜角为26.6°。通过公式θ1＝arcsin(ν1sinθ2/v2)计算楔块倾斜角，其中聚乙烯中纵波声速v2＝2340m/s，被检测工件中纵波与法线夹角θ2＝45°，水的纵波声速v1＝1480m/s。通过斯涅耳定律可推算在被检测工件中纵波偏转角度为45°。
Claims (8)
1.一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：包括箱体(2)和柔性层(1)，所述箱体(2)为楔形中空结构，柔性层(1)作为箱体(2)的底部用于耦合和匹配被检测工件，箱体(2)的顶部设有密封盖板，所述密封盖板上设有用于向箱体(2)中注水的输水阀(6)和用于排出箱体(2)内气体的排气阀(4)。
2.如权利要求1所述的一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：所述柔性层(1)的声速低于被检测工件材质的声速且高于水的声速。
3.如权利要求1所述的一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：所述密封盖板包括箱体封盖(7)和用于顶部密封的顶部封盖(3)，所述箱体封盖(7)倾斜设置与顶部封盖(3)连接在箱体(2)顶部形成密封。
4.如权利要求1所述的一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：所述排气阀(4)设在顶部封盖(3)上，利于箱体(2)内气泡的逸出。
5.如权利要求1所述的一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：所述输水阀(6)设在箱体封盖(7)上用于将水注入箱体(2)中。
6.如权利要求2所述的一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：所述顶部封盖(3)和箱体(2)之间设有密封件。
7.如权利要求2所述的一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：所述箱体封盖(7)上设有固定相控阵探头(9)的探头螺栓(8)，箱体封盖(7)的形状与相控阵探头(9)相匹配。
8.如权利要求1所述的一种水浸式相控阵超声检测柔性楔块，其特征在于：所述的箱体(2)的材质为铝合金。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118090914A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-05-28 | 汕头市超声仪器研究所股份有限公司 | 一种用于低声速材料超声检测的楔块及其制备方法 |
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2020
- 2020-06-15 CN CN202021108653.9U patent/CN212459537U/zh not_active Expired - Fee Related
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