CN217156411U - 适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置 - Google Patents

Abstract

一种适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于，所述装置包括超声探头夹具，所述探头夹具的顶部设有用于与超声换能器连接的超声换能器插孔，所述超声探头夹具的底部左右侧对称设置有机玻璃楔块，所述超声探头夹具的底部设有定位吸盘组件。本实用新型可以对非铁磁性材质进行超声法应力检测，相对于人工按压进行检测更加的省时、省力，并且该种方案的超声测量结果精度更高、更准确。

Description

适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置

技术领域

本实用新型涉及超声波残余应力检测技术领域，具体涉及一种适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置。该装置体积小、质量轻，可以广泛应用于不同非铁磁性材料表面的超声测量。

背景技术

残余应力是工件质量评估的一个重要指标，对服役的工件具有很大危害，例如，加速疲劳裂纹的产生，降低疲劳寿命，发生应力腐蚀、变形、失稳等，因此对材料的检测意义较大。当前最广泛采用的应变法和盲孔法存在有损设备和操作复杂等缺点，且装置较大不易携带，不便于测量。超声波利用声弹性原理对残余应力进行测试，声弹性原理是指超声波的传播速度和工件中的应力呈现线性关系。目前使用较多、较为成熟的超声波测试波形为临界折射纵波，临界折射纵波是纵波以第一临界角入射时产生的特殊模式，平行于待测工件的表面传播。固定收发探头之间的距离，根据临界折射纵波在工件中传播时间的变化则可以测试出工件中残余应力的状态。在传统应力检测领域，通常以磁铁吸附进行检测为主，由于磁铁无法吸附在不锈钢等非铁磁性材质上，如果对非铁磁性材质进行超声法应力检测，只能通过人工按压的方法使传统超声夹具与被测介质表面接触在一起。考虑到人工按压的力度浮动较大，无法达到稳定的耦合状态，这会对超声法测量结果精度产生较大的影响。

发明内容

为了克服已有技术的不足，一种适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，该种装置可以对非铁磁性材质进行超声法应力检测，相对于人工按压进行检测更加的省时、省力，并且该种方案的超声测量结果精度更高、更准确。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，所述装置包括超声探头夹具，所述探头夹具的顶部设有用于与超声换能器连接的超声换能器插孔，所述超声探头夹具的底部左右侧对称设置有机玻璃楔块，所述超声探头夹具的底部设有定位吸盘组件。

进一步，所述定位吸盘组件包括第一吸盘和第二吸盘，所述第一吸盘和第二吸盘对称固定于所述超声探头夹具的底部中心前侧和后侧。

再进一步，所述定位吸盘组件包括第三吸盘和第四吸盘，所述第三吸盘和第四吸盘对称位于所述第一定位吸盘和所述第二定位吸盘连线中心的左侧和右侧。

所述第三吸盘和第四吸盘的面积小于所述第一吸盘和第二吸盘，厚度相同，所述第三吸盘和第四吸盘采用TPU环保材质。

更进一步，所述定位吸盘组件包括第五吸盘、第六吸盘、第七吸盘和第八吸盘，所述第五吸盘、第六吸盘对称位于所述超声夹具的底部左侧的前侧和后侧，所述第七吸盘和第八吸盘分别位于所述超声夹具的底部右侧的前侧和后侧。

所述第五吸盘、第六吸盘与第三吸盘之间设置有机玻璃楔块，所述第七吸盘、第八吸盘与第四吸盘之间设置有机玻璃楔块。

所述第五吸盘、第六吸盘、第七吸盘和第八吸盘面积小于所述第三吸盘和第四吸盘，厚度相同，所述第五吸盘、第六吸盘、第七吸盘和第八吸盘采用TPU环保材质。

各个吸盘内侧顶部设有固定吸盘群。

所述固定吸盘群由多个大小相等的小吸盘均匀排列组成，采用TPU环保材质或者其他吸力更强的塑料橡胶材料。

所述超声探头夹具底部预留小于吸盘头的孔洞，供安装吸盘使用。

所述有机玻璃楔块采用有机材质，高强度材料，不容易发生破坏；各个定位吸盘压缩后的厚度等同于所述有机玻璃楔块凸出来的厚度。

本实用新型的工作原理是：先将吸盘按照各自的尺寸挤压安装，固定在相应的孔洞上，再在非铁磁性材料被检测的表面上喷上一点水汽或者抹点润滑剂，进行润湿工序；随后轻轻按压通过第一定位吸盘和第二定位吸盘初步定位到需要检测的位置，再通过第三定位吸盘和第四定位吸盘精确定位到被检测的位置；再用力按压，使得第五定位吸盘、第六定位吸盘、第七定位吸盘、第八定位吸盘吸附到材料表面上，确保初步固定；然后再通过按压，使得第一固定吸盘群和第二固定吸盘群先吸附在非铁磁性材料被检测的表面上；再使得第三固定吸盘群和第四固定吸盘群吸附在被检测材料的表面上；最后使得第五固定吸盘群、第六固定吸盘群、第七固定吸盘群、第八固定吸盘群吸附在被检测材料的表面上，达到最终固定，以达到检测过程中超声换能器不会脱落也不会发生位移。按压过程中应防止吸盘发生位移；最后将超声换能器通过超声探头夹具上的超声换能器插孔进行固定，通过有机玻璃楔块传播超声波，达到稳定的耦合状态，开始检测工作。

本实用新型的有益效果主要表现在：用了多个吸盘，层层递进，确保了定位与固定；环保、省时、省力、节约成本；适应非铁磁性材料、操作简便。

附图说明

图1为一种适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置正视图；

图2为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置俯视图；

图3为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置左视图；

图4为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置底部示意图；

图5为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置1-1剖面图；

图6为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置第一定位吸盘示意图；

图7为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置第三定位吸盘示意图；

图8为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置第五定位吸盘示意图；

图9为适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置吸盘详图。

图中1为超声探头夹具，11为超声换能器插孔，2为第一定位吸盘，21为固定吸盘群一，3为第二定位吸盘，31为固定吸盘群二，4为第三定位吸盘，41为固定吸盘群三，5为第四定位吸盘，51为固定吸盘群四，6为第五定位吸盘，61为固定吸盘群五，7为第六定位吸盘，71我固定吸盘群六，8为第七定位吸盘，81为固定吸盘群七，9为第八定位吸盘，91为固定吸盘群八，10为有机玻璃楔块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图9，一种适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，所述装置包括超声探头夹具1，所述探头夹具1的顶部设有用于与超声换能器连接的超声换能器插孔11，所述超声探头夹具1的底部左右侧对称设置有机玻璃楔块10，所述超声探头夹具1的底部设有定位吸盘组件。

所述定位吸盘组件包括第一定位吸盘2，固定吸盘群一21，第二定位吸盘3，固定吸盘群二31，第三定位吸盘4，固定吸盘群三41，第四定位吸盘5，固定吸盘群四51，第五定位吸盘6，固定吸盘群五61，第六定位吸盘7，固定吸盘群六71，第七定位吸盘8，固定吸盘群七81，第八定位吸盘9和固定吸盘群91；

所述超声探头夹具1起到连接非铁磁性材料和超声换能器的作用，所述超声探头夹具1通过所述吸盘与非铁磁性材料形成有效连接；所述超声探头夹具1底部预留稍小于吸盘头的孔洞，供安装吸盘使用；

所述超声换能器插孔11起到固定超声换能器的作用，所述超声探头夹具1通过所述超声换能器插孔11与超声换能器形成有效连接；

所述第一定位吸盘2固定于所述超声探头夹具1的底部中心前侧；所述第一定位吸盘2采用TPU环保材质；所述固定吸盘群一21位于所述第一定位吸盘2内侧顶部；所述固定吸盘群一21由多个大小相等的小吸盘均匀排列组成，采用TPU环保材质或者其他吸力更强的塑料橡胶材料；

所述第二定位吸盘3固定于所述超声探头夹具1的底部中心后侧，对称所述第一定位吸盘2；所述第二定位吸盘3均等同于所述第一定位吸盘2；所述固定吸盘群二31位于所述第二定位吸盘3内侧顶部；所述固定吸盘群二31由多个大小相等的小吸盘均匀排列组成，采用TPU环保材质或者其他吸力更强的塑料橡胶材料，等同于所述固定吸盘群一21；

所述第三定位吸盘4固定于所述超声探头夹具1的底部，位于所述第一定位吸盘2和所述第二定位吸盘3连线中心的左侧，留有一定的伸缩间距；所述第三定位吸盘4高度低于所述第一定位吸盘2和所述第二定位吸盘3，但厚度相同，所述第三定位吸盘4采用TPU环保材质；所述固定吸盘群三41位于所述第三定位吸盘4内侧顶部；所述固定吸盘群三41由多个大小相等的小吸盘均匀排列组成，高度低于所述固定吸盘群一21和所述固定吸盘群二31，但厚度相同，所述固定吸盘群三41采用TPU环保材质或者其他吸力更强的塑料橡胶材料。

所述第四定位吸盘5固定于所述超声探头夹具1的底部，对称所述第三定位吸盘4；所述第四定位吸盘5均等同于所述第三定位吸盘4；所述固定吸盘群四51位于所述第四定位吸盘5内侧顶部；所述固定吸盘群四51均等同于所述固定吸盘群三41。

所述第五定位吸盘6位于所述超声探头夹具1底部左侧，与所述第一定位吸盘2一侧；所述第五定位吸盘6小于所述第三定位吸盘4和所述第四定位吸盘5，但厚度不变，所述第五定位吸盘6采用TPU环保材质；所述固定吸盘群五61位于所述第五定位吸盘6内侧顶部；所述固定吸盘群五61由多个大小相等的小吸盘均匀排列组成，高度低于所述固定吸盘群三41和所述固定吸盘群四51，但厚度相同，所述固定吸盘群五61采用TPU环保材质或者其他吸力更强的塑料橡胶材料；

所述第六定位吸盘7位于所述超声探头夹具1底部左侧，对称所述第五定位吸盘6，与所述第二定位吸盘3一侧；所述第六定位吸盘7均等同于所述第五定位吸盘6；所述固定吸盘群六71位于所述第六定位吸盘7内侧顶部；所述固定吸盘群六71均等同于所述固定吸盘群五61。

所述第七定位吸盘8和所述第八定位吸盘9位于所述超声探头夹具1底部右侧，对称所述第五定位吸盘6和所述第六定位吸盘7；所述第七定位吸盘8和所述第八定位吸盘9均等同于所述第五定位吸盘6和所述第六定位吸盘7；所述固定吸盘群七81和所述固定吸盘群八91位于所述第七定位吸盘8和所述第八定位吸盘9内侧顶部；所述固定吸盘群七81和所述固定吸盘群八91均等同于所述固定吸盘群五61。

相邻定位吸盘与定位吸盘之间预留一定的有限空间，供所述吸盘压缩后的伸展，不影响各所述吸盘的吸力。

所述有机玻璃楔块10位于所述超声探头夹具1底部，位于所述第三定位吸盘4的左侧和所述第四定位吸盘5的右侧；所述有机玻璃楔块10采用有机材质，高强度材料，不容易发生破坏；所述定位吸盘压缩后的厚度等同于所述有机玻璃楔块10凸出来的厚度。

本说明书的实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于，所述装置包括超声探头夹具，所述探头夹具的顶部设有用于与超声换能器连接的超声换能器插孔，所述超声探头夹具的底部左右侧对称设置有机玻璃楔块，所述超声探头夹具的底部设有定位吸盘组件。

2.如权利要求1所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述定位吸盘组件包括第一吸盘和第二吸盘，所述第一吸盘和第二吸盘对称固定于所述超声探头夹具的底部中心前侧和后侧。

3.如权利要求2所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述定位吸盘组件还包括第三吸盘和第四吸盘，所述第三吸盘和第四吸盘对称位于所述第一吸盘和所述第二吸盘连线中心的左侧和右侧。

4.如权利要求3所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述第三吸盘和第四吸盘的面积小于所述第一吸盘和第二吸盘，厚度相同，所述第三吸盘和第四吸盘采用TPU环保材质。

5.如权利要求3所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述定位吸盘组件包括第五吸盘、第六吸盘、第七吸盘和第八吸盘，所述第五吸盘、第六吸盘对称位于所述超声探头夹具的底部左侧的前侧和后侧，所述第七吸盘和第八吸盘分别位于所述超声探头夹具的底部右侧的前侧和后侧。

6.如权利要求5所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述第五吸盘、第六吸盘与第三吸盘之间设置有机玻璃楔块，所述第七吸盘、第八吸盘与第四吸盘之间设置有机玻璃楔块。

7.如权利要求5所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述第五吸盘、第六吸盘、第七吸盘和第八吸盘面积小于所述第三吸盘和第四吸盘，厚度相同，所述第五吸盘、第六吸盘、第七吸盘和第八吸盘采用TPU环保材质。

8.如权利要求5所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：各个吸盘内侧顶部设有固定吸盘群。

9.如权利要求8所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述固定吸盘群由多个大小相等的小吸盘均匀排列组成。

10.如权利要求1～9之一所述的适应非铁磁性材料的超声应力检测探头装置，其特征在于：所述超声探头夹具底部预留小于吸盘头的孔洞，供安装吸盘使用。

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