CN218956498U - 声发射探头夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种声发射探头夹具，包括探头预紧力部件和夹具固定部件，所述探头预紧力部件用于固定声发射探头、调节所述声发射探头的预紧力以及指示所述预紧力的大小，所述夹具固定部件用于将所述预紧力部件固定于待测工件上。本实用新型的声发射探头夹具，通过探头预紧力部件和夹具固定部件的配合使用，探头预紧力部件最终将压力施加于待测工件上，以用于预紧力调整和指示，可避免测量过程中预紧力增强或减弱对测量精度的影响，并可以保障多探头对比测量时测量精度的一致性。

Description

声发射探头夹具

技术领域

本实用新型涉及声发射(AE)探头的夹具技术领域，具体涉及一种声发射探头夹具。

背景技术

声发射检测技术是利用测量固体材料在发生断裂、变形或相变时释放能量所产生弹性波信号来分析和研究材料性能的无损检测方法，检测时必须对探头施加一个稳定的预紧力使其紧贴待测工件表面，才能使压电材料感知待测工件表面的弹性波信号，探头夹具是提供这种稳定预紧力的必不可少的附件。目前声发射探头夹具的固定方式一般包括粘附、磁吸和螺钉三种方式。

然而现有技术中声发射探头夹具的以上三种固定方式的具有如下缺陷：粘附固定方式对于较高温度的待测工件适应性差，并且测试后在工件表面留下粘接残留物；磁吸固定方式只能应用于铁磁性材料，不适用非铁磁性材料，如非金属材料、奥氏体不锈钢材料、以及除铁、钴、镍之外的大部分金属材料；螺钉固定方式需要有预埋的螺栓孔，待测工件需要与夹具适配加工，不适用于现场服役设备部件安装。且以上几种固定方式的夹具都不具备预紧力的调整和指示功能，声发射探头安装在待测工件上的预紧力如果在测量过程中增强(热应力)或减弱(夹具松弛)会对测量精度产生影响，另外，对于多探头对比测量时，探头安装预紧力不一致，也会增加干扰因素。

实用新型内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种声发射探头夹具，具备预紧力调整和指示功能，可避免测量过程中预紧力增强或减弱对测量精度的影响，并可以保障多探头对比测量时测量精度的一致性。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种声发射探头夹具，包括探头预紧力部件和夹具固定部件，所述探头预紧力部件用于固定声发射探头、调节所述声发射探头的预紧力以及指示所述预紧力的大小，所述夹具固定部件用于将所述预紧力部件固定于待测工件上。通过探头预紧力部件和夹具固定部件的配合使用，探头预紧力部件最终将压力施加于待测工件上，以用于预紧力调整和指示，可避免测量过程中预紧力增强或减弱对测量精度的影响，并可以保障多探头对比测量时测量精度的一致性。

上述技术方案中，优选地，所述探头预紧力部件包括带外螺纹的探头套筒、预紧力指示顶针、预紧力弹簧和预紧力压盖，所述探头套筒用于固定所述声发射探头，所述探头套筒的一端与所述夹具固定部件连接，所述探头套筒的另一端通过螺纹与所述预紧力压盖连接，所述预紧力指示顶针套在所述预紧力弹簧上，所述预紧力压盖倒扣在所述预紧力指示顶针上，所述预紧力指示顶针的一端与所述声发射探头相抵，所述预紧力指示顶针的另一端穿出所述预紧力压盖。预紧力压盖通过向下拧紧，将压力通过预紧力弹簧、预紧力指示顶针和声发射探头，最终施加在待测工件上，此过程中声发射探头、探头套筒、预紧力指示顶针保持不动，预紧力压盖往下行进，预紧力弹簧受预紧力挤压而收缩，预紧力指示顶针露出预紧力压盖的长度将增加，根据胡克定律可以根据预紧力指示顶针露出长度标定预紧力大小，其公式如下：F＝c×λ。其中F表示预紧力，c表示弹簧的刚度，λ表示弹簧的变形量。

上述技术方案中，进一步优选地，所述预紧力指示顶针设置有刻度线。刻度线方便读取预紧力弹簧的变形量。

上述技术方案中，更进一步优选地，所述夹具固定部件包括底板、柔性卡箍和两个定位块，所述底板与所述探头套筒连接，两个所述定位块分别设置于所述底板长度方向的两侧，所述柔性卡箍的一端固定在两个所述定位块中的其中一个定位块上，所述柔性卡箍的另外一端固定在两个所述定位块中的另外一个定位块上。夹具固定部件，用于将夹具与声发射探头通过绑扎方式一起固定在待测工件上，绑扎固定方式可解决非磁性材料和高温的待测工件的适用性问题，柔性钢制卡箍，可解决不同形状的待测工件的适配问题。

上述技术方案中，再进一步优选地，两个所述定位块中的其中一个定位块设置有卡扣，所述柔性卡箍的一端设置有若干个卡箍槽，所述柔性卡箍的一端与两个所述定位块中的其中一个定位块之间通过所述卡扣连接。柔性卡箍一端设置若干个卡箍槽，通过卡扣与卡箍槽啮合，可以调节柔性卡箍尺寸并张紧柔性卡箍张力，完成夹具(即柔性卡箍)在待测工件上的固定，并且柔性卡箍带有自锁功能，因而其可解决不同尺寸和形状的待测工件的适配问题。

上述技术方案中，还进一步优选地，所述定位块与所述底板之间通过铰链连接。可通过活动铰链，使定位块张开不同角度，使其贴合不同尺寸待测工件表面，增加其稳定性。

上述技术方案中，且进一步优选地，所述底板包括底板本体和两个铰接轴，两个所述铰接轴分别位于所述底板本体长度方向的两侧，两个所述铰接轴以所述底板本体的中心呈中心对称。

上述技术方案中，更进一步优选地，所述底板本体与所述探头套筒通过螺纹连接固定。夹具固定部件和探头预紧力部件是通过探头套筒和底板本体之间螺纹进行组装，它们可独立安装和操作的，一是可以根据声发射探头型号更换探头预紧力部件，而夹具固定部件保持不变；二是可将夹具固定部件留在待测工件上，测量时再安装上探头预紧力部件，这样在更换声发射探头时保证测量部位和预紧力前后一致。

上述技术方案中，再进一步优选地，所述探头套筒的侧面和所述底板本体的侧面上均设置有用于供所述声发射探头的导线通过的导线槽，所述探头套筒上的导线槽的长度方向与所述探头套筒的长度方向相同，所述底板本体上的导线槽的长度方向与所述底板本体的厚度方向相同。

上述技术方案中，还进一步优选地，所述探头套筒上的导线槽与所述底板本体上的导线槽对齐。底板与探头套筒都带有导线槽，底板与探头套筒通过螺纹连接固定，并使两者的导线槽对齐，用于穿过声发射探头的导线，完成夹具固定部件组装。

由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的声发射探头夹具，通过探头预紧力部件和夹具固定部件的配合使用，探头预紧力部件最终将压力施加于待测工件上，以用于预紧力调整和指示，可避免测量过程中预紧力增强或减弱对测量精度的影响，并可以保障多探头对比测量时测量精度的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型优选实施例中声发射探头夹具的立体图；

图2为本实用新型优选实施例中声发射探头夹具的正视图；

图3为本实用新型优选实施例中声发射探头夹具的侧视图；

图4为图2的A-A剖视图；

图5为本实用新型优选实施例中声发射探头夹具的俯视图；

附图中：探头套筒-110；预紧力指示顶针-120；预紧力弹簧-130；预紧力压盖-140；底板本体-210；第一铰接轴-211；第二铰接轴-212；柔性卡箍-220；第一定位块-231；第二定位块-232；声发射探头300。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例：

参见图1～图5，本实施例的声发射探头夹具，包括探头预紧力部件和夹具固定部件，夹具固定部件用于将预紧力部件固定于待测工件上。

探头预紧力部件包括带外螺纹的探头套筒110、预紧力指示顶针120、预紧力弹簧130和预紧力压盖140，探头套筒110用于固定声发射探头300，探头套筒110的一端与夹具固定部件连接，探头套筒110的另一端通过螺纹与预紧力压盖140连接，预紧力指示顶针120包括底座和顶针本体，预紧力指示顶针120套在预紧力弹簧130上，具体的，预紧力弹簧130套设在顶针本体上，其底部与底座相抵，预紧力指示顶针120设置有刻度线，预紧力压盖140倒扣在预紧力指示顶针120上，预紧力指示顶针120的一端与声发射探头300相抵(即其底座的底部与声发射探头300相抵)，预紧力指示顶针120的另一端穿出预紧力压盖140。

夹具固定部件包括底板、柔性卡箍220、第一定位块231和第二定位块232，底板包括底板本体210、第一铰接轴211和第二铰接轴212，第一铰接轴211和第二铰接轴212分别位于底板本体210长度方向的两侧，第一铰接轴211和第二铰接轴212以底板本体210的中心呈中心对称，底板与探头套筒110之间通过螺纹连接，第一定位块231和第二定位块232分别设置于底板长度方向的两侧，第一定位块231与底板之间通过铰链连接，第二定位块232与底板之间也通过铰链连接，由于定位块与底板之间通过活动铰链连接，使两个定位块可以张开不同角度，使其贴合不同尺寸待测工件表面，增加其稳定性；第一定位块231上设置有卡扣，柔性卡箍220的一端设置有若干个卡箍槽，柔性卡箍220的设置有若干个卡槽的一端与第一定位块231之间通过卡扣连接，柔性卡箍220的另外一端则固定在第二定位块232上。柔性卡箍220一端设置若干个卡箍槽，通过卡扣与卡箍槽啮合，可以调节柔性卡箍220尺寸并张紧柔性卡箍220张力，完成夹具(即柔性卡箍220)在待测工件上的固定，并且柔性卡箍220带有自锁功能，因而其可解决不同尺寸和形状的待测工件的适配问题。

另外，探头套筒110的侧面和底板本体210的侧面上均设置有用于供声发射探头300的导线通过的导线槽，探头套筒110上的导线槽的长度方向与探头套筒110的长度方向相同，底板本体210上的导线槽的长度方向与底板本体210的厚度方向相同，且探头套筒110上的导线槽与底板本体210上的导线槽对齐。探头预紧力部件和夹具固定部件连接时，则是通过底板本体210与探头套筒110通过螺纹连接固定，安装以及拆离操作简单方便。

预紧力压盖140通过向下拧紧，将压力通过预紧力弹簧130、预紧力指示顶针120和声发射探头300，最终施加在待测工件上，此过程中声发射探头300、探头套筒110、预紧力指示顶针120保持不动，预紧力压盖140往下行进，预紧力弹簧130受预紧力挤压而收缩，预紧力指示顶针120露出预紧力压盖140的长度将增加，根据胡克定律可以根据预紧力指示顶针120露出长度标定预紧力大小，其公式如下：F＝c×λ。其中F表示预紧力，c表示弹簧的刚度，λ表示预紧力弹簧130的变形量。

柔性卡箍220的一端固定在底板本体210一侧的第二固定块232上，另一端与底板本体210另一侧的第一固定块231上的卡扣相连，通过卡扣与卡箍槽啮合，用于调节柔性卡箍220的尺寸并张紧柔性卡箍220张力，完成夹具在待测工件上的固定。由于第一固定块231以及第二固定块232与底板本体210之间通过铰链连接，在待测工件安装夹具时，将根据待测工件的尺寸和形状，调节第一固定块231与底板本体210之间的夹角，以及调节第二固定块232与底板本体210之间的夹角，从而增加第一固定块231、第二固定块232和底板本体210与待测工件的接触面积，使夹具更牢固的固定在待测工件上。由于底板本体210与探头套筒110都带有导线槽，底板本体210与探头套筒110通过螺纹连接固定，并使两者的导线槽对齐，用于穿过声发射探头300的导线，从而完成夹具固定部件组装。

将预紧力指示顶针210套上预紧力弹簧130，再将预紧力指示顶针120穿过预紧力压盖140顶部的圆孔，完成预紧力部件组装。

使用时，将声发射探头300安放在探头套筒110内，接触底板本体210。将预紧力部件通过预紧力压盖140内螺纹，连接探头套筒110的外螺纹，将声发射探头300固定待测工具上。通过向下拧紧预紧力压盖140，使预紧力弹簧130受力收缩，并将预紧力传递给探头300，使其紧贴待测工件，而真实预紧力大小可通过预紧力指示顶针120露出预紧力压盖140的刻度来指示，并经过胡克定律公式计算得知。

本实施例的声发射探头夹具，具有如下优点：

探头预紧力部件的预紧力调整和指示功能，可避免测量过程中预紧力增强或减弱对测量精度的影响，并保障对比测量时测量精度的一致性；

夹具固定部件带有柔性、可调节尺寸的，可适用于不同材料、运行温度、形状和尺寸的待测工件；

由于探头预紧力部件与夹具固定部件解耦，夹具固定部件和预紧力部件可以独立安装和操作，这可在保证测量部位和预紧力不变的前提下，为更换探头提供灵活性。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声发射探头夹具，其特征在于，包括探头预紧力部件和夹具固定部件，所述探头预紧力部件用于固定声发射探头、调节所述声发射探头的预紧力以及指示所述预紧力的大小，所述夹具固定部件用于将所述预紧力部件固定于待测工件上。

2.根据权利要求1所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述探头预紧力部件包括带外螺纹的探头套筒、预紧力指示顶针、预紧力弹簧和预紧力压盖，所述探头套筒用于固定所述声发射探头，所述探头套筒的一端与所述夹具固定部件连接，所述探头套筒的另一端通过螺纹与所述预紧力压盖连接，所述预紧力指示顶针套在所述预紧力弹簧上，所述预紧力压盖倒扣在所述预紧力指示顶针上，所述预紧力指示顶针的一端与所述声发射探头相抵，所述预紧力指示顶针的另一端穿出所述预紧力压盖。

3.根据权利要求2所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述预紧力指示顶针设置有刻度线。

4.根据权利要求3所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述夹具固定部件包括底板、柔性卡箍和两个定位块，所述底板与所述探头套筒连接，两个所述定位块分别设置于所述底板长度方向的两侧，所述柔性卡箍的一端固定在两个所述定位块中的其中一个定位块上，所述柔性卡箍的另外一端固定在两个所述定位块中的另外一个定位块上。

5.根据权利要求4所述的声发射探头夹具，其特征在于，两个所述定位块中的其中一个定位块设置有卡扣，所述柔性卡箍的一端设置有若干个卡箍槽，所述柔性卡箍的一端与两个所述定位块中的其中一个定位块之间通过所述卡扣连接。

6.根据权利要求5所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述定位块与所述底板之间通过铰链连接。

7.根据权利要求6所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述底板包括底板本体和两个铰接轴，两个所述铰接轴分别位于所述底板本体长度方向的两侧，两个所述铰接轴以所述底板本体的中心呈中心对称。

8.根据权利要求7所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述底板本体与所述探头套筒通过螺纹连接固定。

9.根据权利要求8所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述探头套筒的侧面和所述底板本体的侧面上均设置有用于供所述声发射探头的导线通过的导线槽，所述探头套筒上的导线槽的长度方向与所述探头套筒的长度方向相同，所述底板本体上的导线槽的长度方向与所述底板本体的厚度方向相同。

10.根据权利要求9所述的声发射探头夹具，其特征在于，所述探头套筒上的导线槽与所述底板本体上的导线槽对齐。

Images