CN217542980U - 涡流检测工装和涡流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种涡流检测工装和涡流检测装置。该涡流检测装置包括涡流探伤仪和该涡流检测工装。在该涡流检测工装中：连接杆用于伸入待测工件的内部；接头组件包括在连接杆的长度方向上相对的第一端和第二端、以及弹性件和可调接头，第二端与连接杆相连接，可调接头包括角度可调的第一连接部和第二连接部，第一连接部位于第一端，用于安装涡流探伤仪的探头，第二连接部通过弹性件与第二端可移动地连接，弹性件的弹力倾向于使探头向远离第二端的方向移动；孔探组件包括彼此信号连接的成像装置和显示装置，成像装置设置于接头组件，且位置和角度设置为能够获取探头与待测部位的相对位置的图像，显示装置用于设置在待测工件的外部并显示图像。

Description

涡流检测工装和涡流检测装置

技术领域

本实用新型涉及无损检测技术领域，具体涉及一种涡流检测工装和涡流检测装置。

背景技术

盘鼓式结构是航空发动机高压压气机的常用结构之一，其优点是可以减轻转子的重量，同时提高转子的整体刚度，进而提高推重比和可靠性。高压压气机盘鼓合组件通常是由多个盘鼓通过电子束焊或摩擦焊工艺连接成一个整体，以代替螺栓联接结构，多个盘鼓之间形成多条焊缝。

盘鼓组件是航空发动机中的重要部件，如果飞机在飞行过程中盘鼓组件失效将导致非常严重的后果，因此在设计制造中，对焊缝的焊接质量要求非常高，同时，也对焊缝质量的检测也具有较高的要求。

目前常用的表面无损检测方法主要为磁粉检测、渗透检测和涡流检测，在盘鼓组件的焊缝内表面的无损检测中，渗透检测和磁粉检测因目视不可达以及操作空间受限而无法实施，因此仅能采用涡流检测方法对盘鼓组件的焊缝内表面实施检测。

因盘鼓组件通常由多个盘鼓和多条焊缝组成，各个盘鼓的直径变化较大且内径较小，焊缝内表面倾斜变化且厚度不同，采用常规的手动涡流检测方式对焊缝执行检测时存在操作可达性差的问题，难以通过手动操作实现探头与检测表面的良好耦合，无法保证检测的稳定性和准确度，而采用大型全自动涡流扫查设备则存在成本过高的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种涡流检测工装，能够稳定、准确地对盘鼓组件的焊缝内表面进行检测，且成本较低。

为实现所述目的的涡流检测工装，包括连接杆、接头组件和孔探组件，所述连接杆用于伸入待测工件的内部；所述接头组件包括在第一方向上相对的第一端和第二端、以及弹性件和可调接头，所述第一方向为所述连接杆的长度方向，所述第二端与所述连接杆相连接，所述可调接头包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部之间的角度可调，所述第一连接部位于所述第一端，用于安装涡流探伤仪的探头，所述第二连接部通过所述弹性件与所述第二端可移动地连接，所述弹性件的弹力倾向于使所述探头向远离所述第二端的方向移动；所述孔探组件包括彼此信号连接的成像装置和显示装置，所述成像装置设置于所述接头组件，且所述成像装置的位置和角度设置为能够获取所述探头与所述待测工件的待测部位的相对位置的图像，所述显示装置用于设置在所述待测工件的外部并显示所述图像。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述涡流检测工装包括多个不同长度的所述连接杆，所述连接杆与所述接头组件可拆卸地连接，根据所述待测部位的尺寸选择其中一个所述连接杆进行装配。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述连接杆的长度可调。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述连接杆包括第一杆、第二杆和锁止机构，所述第一杆和所述第二杆可沿所述第一方向移动地连接，所述锁止机构用于锁定所述第一杆与所述第二杆的相对位置。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述可调接头为球形接头或万向接头。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述弹性件为压簧。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述接头组件还包括导向机构，所述导向机构用于对所述第二连接部的移动提供导向。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述接头组件还包括安装座和滑块，所述安装座包括侧壁和端壁，所述端壁位于所述第二端，并与所述侧壁和所述弹性件相连接，所述侧壁从所述端壁向所述第一端的方向延伸；所述滑块与所述侧壁可沿所述第一方向移动地连接，所述滑块包括在所述第一方向上相对的两侧，其中一侧与所述弹性件相连接，其中另一侧与所述第二连接部相连接。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述涡流检测工装还包括支撑臂，所述连接杆的一端与所述接头组件相连接，所述连接杆的另一端连接至所述支撑臂，所述支撑臂与所述连接杆相互垂直。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述支撑臂能够带动所述连接杆旋转或/和移动。

在所述的涡流检测工装的一个或多个实施方式中，所述涡流检测工装还包括工作台，所述工作台用于带动所述待测工件旋转或/和移动。

本实用新型的另一个目的是提供一种涡流检测装置，能够稳定、准确地对盘鼓组件的焊缝内表面进行检测，且成本较低。

为实现所述目的的涡流检测装置，包括涡流探伤仪和前述的涡流检测工装。

该涡流检测装置和该涡流检测工装通过在接头组件安装涡流探伤仪的探头以及孔探组件的成像装置，并采用连接杆将接头组件送入盘鼓组件的内部，可以通过孔探组件辅助操作人员快速、准确地移动探头，使探头到达待测部位，从而可以实现盘鼓组件的焊缝的内表面的可视性和可达性；通过弹性件和可调接头使探头的线圈面保持贴紧盘鼓组件的待测表面，可以保证线圈与待测表面良好且稳定地耦合，避免因提离效应产生干扰信号，并可以自动调节可调接头的位置，以适用于盘鼓的外径的小范围的变化，从而可以提高检测结果的可靠性、稳定性和精确度，并提高该涡流检测装置和该涡流检测工装的通用性。该涡流检测装置和该涡流检测工装的结构简单，易于制造和装配，操作便捷可靠。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显。需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此对本实用新型实际要求的保护范围构成限制，此外，具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了某型号航空发动机的压气机的局部示意图。

图2示出了根据一个实施方式的涡流检测装置的示意图。

图3示出了根据一个实施方式的导向机构的示意图。

图4示出了根据一个实施方式的连接杆的示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本实用新型的保护范围进行限制。此外，本申请的一个或多个实施方式中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

参照图1，某型号航空发动机的高压压气机转子的盘鼓组件1是由多个盘鼓11通过焊接连接成一个整体，多个盘鼓11之间形成多条焊缝12。每个盘鼓11包括外壁111、辐板112和中心孔113，外壁111位于径向外侧，中心孔113位于径向内侧，辐板112连接外壁111和中心孔113。其中，多个盘鼓11的多个中心孔113相通，相邻的盘鼓11的外壁111通过焊接连接。每个盘鼓11的外径较大，内径较小，例如外径和内径相差200mm-350mm，且盘鼓11在靠近焊缝12处的外径变化将近10mm，焊缝12的内表面倾斜变化且厚度不同。

为保障航空发动机的安全运行，在航空发动机的使用过程中和试制试验阶段均需要对盘鼓组件1的质量进行监控。例如在试制试验后的分解检查中要求对各焊缝12的内表面进行涡流检测，需要将涡流探伤仪的探头从盘鼓组件1的轴向一侧的盘鼓11的中心孔113处伸入盘鼓组件1的内部，并使探头移动至焊缝12的内表面的检测区域进行检测。为确保检测区域的充分覆盖，检测区域在盘鼓11的轴向上应至少覆盖包含焊缝12在内的宽度为8mm至10mm的区域，在盘鼓11的周向上应覆盖360°的范围。

根据本实用新型的一个实施方式的涡流检测装置1用于对盘鼓组件1的焊缝12的内表面的检测区域进行检测。该涡流检测装置1包括涡流探伤仪30和如图2至图4所示的涡流检测工装20。

该涡流探伤仪30包括探头31、连接线缆32和信号处理装置(未图示)。探头31包括线圈311和固定块312。线圈311用于基于电磁感应现象，激励和拾取涡流信号。固定块312用于固定线圈311，固定块312包括线圈面3120，线圈面3120为平面，线圈112设置于线圈面3120的中部，以避免线圈112达到边缘产生干扰信号。信号处理装置位于待测工件，即盘鼓组件1的外部，并与探头31通过连接线缆32信号连接，以将线圈311拾取的涡流信号发送至信号处理装置进行缺陷识别。

涡流检测工装20包括连接杆21、接头组件22、孔探组件23、转角接头24和支撑臂(未图示)。

连接杆21包括第一端部211和第二端部212，分别位于长度方向上相对的两端，其中第一端部211与接头组件22相连接，第二端部212通过转角接头24与支撑臂相连接。连接杆21用于将安装有涡流探伤仪30的探头31以及孔探组件23的成像装置231的接头组件22送入盘鼓组件1的内部，并使探头31到达待测部位，即焊缝12的内表面的检测区域。

接头组件22包括第一端221、第二端222、弹性件223和可调接头224。第一端221和第二端222分别位于接头组件22的在第一方向D上相对的两端，第一方向D为连接杆21的长度方向，其中第二端222与连接杆21的第一端部211相连接。

可调接头224包括第一连接部2241和第二连接部2242，第一连接部2241位于接头组件22的第一端221，用于安装涡流探伤仪30的探头31，第二连接部2242通过弹性件223与接头组件22的第二端222可移动地连接，且移动方向沿第一方向D。

弹性件223例如为压簧，弹性件223的弹力倾向于使可调接头224向远离第二端222的方向移动，以通过可调接头224带动探头31移动，使探头31的线圈面3120贴紧盘鼓组件1的待测部位的待测表面，从而保证线圈311与待测表面良好且稳定地耦合，避免因提离效应产生干扰信号，以保证检测的稳定性和准确度，并可以自动调节可调接头224的位置，以适用于盘鼓11的外径的小范围的变化，例如10mm以内的变化，结构简单，便于操作。

可调接头224的第一连接部2241和第二连接部2242之间的角度可调，例如可调接头224采用球形接头或万向接头，从而使探头31的线圈面3120的角度可调，结合连接杆21和弹性件223的压紧作用，可以自动调节探头31的线圈面3120的角度，以适应焊缝12的内表面的斜度变化，保证在移动探头31对整个检测区域进行检测的过程中，线圈311始终与待测表面良好且稳定地耦合。

可选地，接头组件22还包括导向机构，导向机构用于对第二连接部2242的移动提供导向。例如，接头组件22包括安装座220和滑块225，安装座220包括侧壁2201和端壁2202，端壁2202位于第二端222并与弹性件223和侧壁2201相连接，侧壁2201从端壁2202向第一端221的方向延伸，滑块225包括在第一方向D上相对的两侧，其中靠近第二端222的一侧与弹性件223相连接，靠近第一端221的一侧与第二连接部2242相连接，滑块225与侧壁2201可移动地连接，且移动方向沿第一方向D，滑块225和侧壁2201提供前述的导向机构，以对第二连接部2242的移动提供导向。

可选地，滑块225的横截面包括T形导向部2251，对应地，侧壁2201包括T形滑槽2203，T形导向部2251与T形滑槽2203可移动地连接，以提供导向作用，并形成榫接结构，以对滑块225起到限位作用，防止滑块225脱离侧壁2201，结构简单、紧凑，易于制造和装配。

在另一些未图示的实施方式中，安装座220为带开口的筒状结构，侧壁2201与端壁2202围合成腔体，滑块225设置在腔体内。开口位于腔体的朝向第一端221的一侧，第二连接部2242穿过开口与滑块225相连接，滑块225的至少部分外表面与侧壁2201的至少部分内表面相配合，以提供导向作用，并对滑块225起到限位作用，防止滑块225脱离侧壁2201。例如滑块225的横截面为矩形，侧壁2201的内表面包括与滑块225的外表面相配合的平面，或者滑块225的横截面为圆形，侧壁2201的内表面为圆柱形表面，等等，从而可以简化导向机构的结构，以便于制造和装配。

参照图2，孔探组件23包括成像装置231和显示装置(未图示)。成像装置231例如为CMOS传感器或CCD传感器，成像装置231设置于接头组件22，且成像装置231的位置和角度设置为能够获取探头31与待测部位的相对位置的图像。显示装置设置在盘鼓组件1的外部，并与成像装置231信号连接，以显示成像装置231获取的图像。

由于盘鼓组件1的轴向距离较长，各盘鼓11的内径较小且外径较大，探头31进入盘鼓组件1的内部后，无法通过目视查看到探头31的位置，孔探组件23有助于辅助操作人员快速、准确地移动探头31，使探头31到达待测部位，并可以监视探头31的检测过程。

支撑臂的一端与连接杆21相连接，并与连接杆21一起伸入盘鼓组件1的内部，支撑臂的另一端位于盘鼓组件1的外部，支撑臂用于对连接杆21提供稳定的支撑，以提高涡流检测的稳定性和准确度，且当待测部位与盘鼓组件1的轴向两端的距离均较远的情况下，通过支撑臂带动连接杆21、接头组件22、探头31、成像装置231等在盘鼓组件1的内部移动，可以提高操作的便利性。

支撑臂可以利用车间现有的其他设备的臂类部件或轴类部件，并通过转角接头24实现与连接杆21的连接，结构简单，成本较低。支撑臂与连接杆21垂直连接，以便于设计连接杆21、转角接头24等的尺寸，且便于移动操作。

可选地，涡流检测工装20还包括工作台(未图示)，工作台用于带动盘鼓组件1绕轴线旋转，支撑臂还用于带动连接杆21、接头组件22、探头31、成像装置231等沿盘鼓组件1的轴向移动，从而改变探头31的扫查方向和扫查步进，并通过孔探组件23监视探头31的移动，确保探头31检测区域进行全面的检测，且支撑臂可以不必设置于盘鼓组件1的中心位置，从而可以缩短连接杆21的长度，以便于将连接杆21插入内径较小的盘鼓11。进一步地，可以通过车间现有的其他设备的驱动装置驱动支撑臂移动，以实现自动扫查，降低操作人员的劳动强度，提高扫查的稳定性和检测效率。

在另一个实施方式中，通过工作台带动盘鼓组件1绕轴线旋转和沿轴向移动，支撑臂在检测过程中保持不动。

在又一个实施方式中，通过支撑臂带动连接杆21绕盘鼓组件1的轴线旋转和沿盘鼓组件1的轴向移动，以改变探头31的扫查方向和扫查步进，实现对检测区域进行全面的检测，从而可以不设置工作台。

可选地，涡流检测工装20包括多个不同长度的连接杆21，连接杆21与接头组件22和支撑臂分别可拆卸地连接，根据待测部位的尺寸，例如待测部位的其中一侧的盘鼓11的尺寸选择其中一个连接杆21进行装配，从而可以提高涡流检测工装20的通用性，以适用于直径变化范围较大的盘鼓组件1。

参照图4，在另一个实施方式中，连接杆21的长度可调，从而可以提高涡流检测工装20的通用性，以适用于直径变化范围较大的盘鼓组件1，并可以便于将连接杆21插入内径较小的盘鼓11。

例如，连接杆21包括第一杆213、第二杆214和锁止机构215。第一杆213和第二杆214可移动地连接，且移动方向沿第一方向D，例如第一杆213套设于第二杆214的外侧。锁止机构215用于锁定第一杆213和第二杆214的相对位置，以锁定连接杆21的长度。例如锁止机构215包括设置在第一杆213的杆壁的多个通孔2151和设置在第二杆214的外壁的弹性凸起2152，多个通孔2151沿第一方向D间隔分布，弹性凸起2152在自由状态下沿垂直于第二杆214的外壁的方向向外伸出，以卡入其中一个通孔2151，从而锁定连接杆21的长度，弹性凸起2152还可在外力作用下向内缩回，从而可以随第二杆214在第一杆213的内部移动。

该涡流检测装置和该涡流检测工装20通过在接头组件22安装涡流探伤仪30的探头31以及孔探组件23的成像装置231，并采用连接杆21将接头组件22送入盘鼓组件1的内部，可以通过孔探组件23辅助操作人员快速、准确地移动探头31，使探头31到达待测部位，从而可以实现盘鼓组件1的焊缝12的内表面的可视性和可达性；通过弹性件223和可调接头224使探头31的线圈面3120保持贴紧盘鼓组件1的待测表面，可以保证线圈311与待测表面良好且稳定地耦合，避免因提离效应产生干扰信号，并可以自动调节可调接头224的位置，以适用于盘鼓11的外径的小范围的变化，从而可以提高检测结果的可靠性、稳定性和精确度，并提高该涡流检测装置和该涡流检测工装20的通用性。该涡流检测装置和该涡流检测工装20的结构简单，易于制造和装配，操作便捷可靠。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (12)

1.涡流检测工装，其特征在于，包括：

连接杆，用于伸入待测工件的内部；

接头组件，包括在第一方向上相对的第一端和第二端、以及弹性件和可调接头，所述第一方向为所述连接杆的长度方向，所述第二端与所述连接杆相连接，所述可调接头包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部之间的角度可调，所述第一连接部位于所述第一端，用于安装涡流探伤仪的探头，所述第二连接部通过所述弹性件与所述第二端可移动地连接，所述弹性件的弹力倾向于使所述探头向远离所述第二端的方向移动；

孔探组件，包括彼此信号连接的成像装置和显示装置，所述成像装置设置于所述接头组件，且所述成像装置的位置和角度设置为能够获取所述探头与所述待测工件的待测部位的相对位置的图像，所述显示装置用于设置在所述待测工件的外部并显示所述图像。

2.如权利要求1所述的涡流检测工装，其特征在于，所述涡流检测工装包括多个不同长度的所述连接杆，所述连接杆与所述接头组件可拆卸地连接，根据所述待测部位的尺寸选择其中一个所述连接杆进行装配。

3.如权利要求1所述的涡流检测工装，其特征在于，所述连接杆的长度可调。

4.如权利要求3所述的涡流检测工装，其特征在于，所述连接杆包括第一杆、第二杆和锁止机构，所述第一杆和所述第二杆可沿所述第一方向移动地连接，所述锁止机构用于锁定所述第一杆与所述第二杆的相对位置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的涡流检测工装，其特征在于，所述可调接头为球形接头或万向接头。

6.如权利要求1至4中任一项所述的涡流检测工装，其特征在于，所述弹性件为压簧。

7.如权利要求1至4中任一项所述的涡流检测工装，其特征在于，所述接头组件还包括导向机构，所述导向机构用于对所述第二连接部的移动提供导向。

8.如权利要求7所述的涡流检测工装，其特征在于，所述接头组件还包括：

安装座，包括侧壁和端壁，所述端壁位于所述第二端，并与所述侧壁和所述弹性件相连接，所述侧壁从所述端壁向所述第一端的方向延伸；

滑块，与所述侧壁可沿所述第一方向移动地连接，所述滑块包括在所述第一方向上相对的两侧，其中一侧与所述弹性件相连接，其中另一侧与所述第二连接部相连接。

9.如权利要求1至4中任一项所述的涡流检测工装，其特征在于，所述涡流检测工装还包括支撑臂，所述连接杆的一端与所述接头组件相连接，所述连接杆的另一端连接至所述支撑臂，所述支撑臂与所述连接杆相互垂直。

10.如权利要求9所述的涡流检测工装，其特征在于，所述支撑臂能够带动所述连接杆旋转或/和移动。

11.如权利要求1至4中任一项所述的涡流检测工装，其特征在于，所述涡流检测工装还包括工作台，所述工作台用于带动所述待测工件旋转或/和移动。

12.涡流检测装置，其特征在于，包括涡流探伤仪和如权利要求1至11中任一项所述的涡流检测工装。

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