专利名称：用于非破坏性部件的可拆卸、快速分离系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及非破坏性测试，且更特别地涉及用于非破坏性测试部件的可拆 卸、快速分离系统。
背景技术：
非破坏性测试装置可用来检测测试对象，以在检查期间和之后识别并分析对象中 的瑕疵和缺陷。非破坏性测试允许操作者在测试对象的表面处或附近操作探头，以便执行 对象表面和下层结构两者的测试。非破坏性测试在一些行业中是特别有用的，例如，航空和 核能发电，其中部件测试可以不需要从周围结构去除部件而进行，并且其中可以定位隐藏 缺陷，这些隐藏缺陷否则通过肉眼检查将不能识别。非破坏性测试的一个示例是涡流探伤。在非破坏性涡流探伤中，振荡器或其它信 号发生器产生交流(AC)驱动信号(例如，正弦波)，其驱动放置成紧靠电传导性测试对象的 涡流探头的线圈。探头线圈中的驱动信号产生电磁场，该电磁场穿入电传导性测试对象，并 在测试对象中感应出涡流，涡流又产生它们自己的电磁场。驱动信号的频率以及测试对象 的材料特性(例如，电传导性，磁导率等)决定特定的电磁场穿入测试对象的深度，且较低 频率的信号比较高频率的信号穿入更深。对于大部分检查应用，使用在IkHz到3MHz范围 内的涡流探头频率。由涡流产生的电磁场在涡流探头中产生了反馈信号。驱动信号与反馈信号的比较 可以提供关于测试对象的材料特性的信息，包括在特定深度处瑕疵和其它缺陷的存在。将 涡流探头置于已知没有瑕疵或缺陷的测试对象的区域导致产生可用来设立参照的反馈信 号或空信号。确定驱动信号和此参照或空信号之间的差异(例如，相移)确立了参照数据， 依靠该数据可进行测试对象的未知部分的后续测量。测试对象的未知部分的这些后续测量可通过沿测试对象的表面滑动涡流探头并 连续监视驱动信号和由涡流电磁场产生的反馈信号之间的差异来进行。就驱动信号和反馈 信号之间的差异与驱动信号和参照或空信号之间的差异不一致的程度而言，这可能表明在 测试对象中的该位置处存在瑕疵或其它缺陷(或者材料特征方面的其它变化)。涡流探伤具有非常宽的应用范围，包括表面和近表面瑕疵探测，多层结构的检查， 金属和涂层厚度测量，按等级金属分类，以及硬度和电传导性测量。此外，涡流探伤提供了 对于金属中瑕疵探测的重要优点，包括对微观瑕疵的高灵敏度，高检查速度，易于自动化， 易于学习，快速使用，无需与检查测试对象接触或联接，无材料消耗，环境友好性以及成本 经济性。通常，涡流探伤系统可包括用于向测试对象发送信号以及从测试对象接收信号的 探头，将探头连接到涡流探伤单元上的半刚性的探头轴，以及用于查看测试结果的屏幕或 监视器。涡流探伤单元可包括电源部件，信号发生、放大和处理电子器件，以及用来操作非 破坏性测试装置的装置控制器。取决于测试对象，测试对象材料成分，以及进行测试所处的 环境，涡流探伤系统典型地采用各种探头，包括例如绝对探头(absolute probe)，差作用探头，反射探头，无遮蔽探头，以及遮蔽探头。绝对探头通常包括单独的线圈(或绕组)，其可响应被检测区域中的所有变化。绝 对探头可用来探测渐变(例如，冶金学变化，热处理和形状)，以及突变(例如，裂纹)。差 作用探头通常包括两个或更多平衡线圈，其通常定位成靠近在一起，使得它们仅响应于材 料中的急剧变化，例如裂纹。差作用探头对于诸如冶金学变化、几何形状以及缓慢增长的裂 纹的渐变是不敏感的，并且显著地减少提离信号(lift-off signal) 0反射探头利用驱动 线圈来在被测试的对象中感应出涡流，并利用单独的感应线圈或拾取来在测试对象被扫描 时探测涡流场变化。反射探头可为差作用探头或绝对探头，并提供比通常使用的桥接线圈 装置更大的频率范围。无遮蔽探头比相当的遮蔽探头生产成本更低，并具有较宽的涡流场。 较宽的扫描宽度导致扫描特定的区域需要较少的通过次数。无遮蔽探头对提离和探头角度 容忍度更高，但是受边缘、紧固件以及附近的不连续性影响。遮蔽探头可具有置于其周围的 磁场，以便严密地将场聚焦在传感器末梢处，并限制场的扩展。遮蔽探头对于小裂纹可以是 敏感的，并且不受边缘、几何形状变化以及邻近含铁材料的影响。非破坏性测试的另一个示例是超声波测试。当执行超声波测试时，从探头发出超 声波脉冲并以该特定材料的特征性声速通过测试对象。特定材料的声速是主要取决于材料 的弹性模量以及密度的物理常数。向测试对象应用超声波脉冲导致超声波脉冲和测试对象 结构之间的相互作用，且声波被反射回探头。由探头接收的信号的对应评估，即这些信号的 振幅和渡越时间，允许做出关于测试对象的内部质量的结论而不破坏该测试对象。通常，超声测试系统包括用于向测试对象发送信号以及从测试对象接收信号的探 头，将探头连接到超声测试单元上的半刚性的探头轴，以及用于查看测试结果的屏幕或监 视器。超声测试单元可包括电源部件，信号发生、放大和处理电子器件，以及用来操作非破 坏性测试装置的装置控制器。由发射器产生电脉冲，并将电脉冲馈送至探头，在此处它们被 压电元件(例如，水晶，陶瓷或聚合物)转换成超声波脉冲。由发射器施加的电子脉冲的 振幅、定时和发射序列由结合在超声波测试单元中的各种控制装置决定。脉冲通常在大约 0.5MHz到大约25MHz的频率范围内。超声波脉冲从探头发出，并通过测试对象。随着超声 波脉冲通过对象，称为回声的各种脉冲反射在脉冲与测试对象内的内部结构以及与测试对 象的相对侧面(后壁)相互作用时产生。回声信号显示在屏幕上，且回声振幅显示为竖直 迹线，而渡越时间或距离显示为水平迹线。通过跟踪电脉冲的传播与电信号的接收之间的 时间差异，并测量接收到的波的振幅，可以确定材料的各种特征。因此，例如，超声波检测可 用来确定材料厚度，或特定测试对象内缺陷的存在和大小。超声波测试系统典型地采用取决于测试对象、测试对象材料成分以及在其中进行 测试的环境的各种探头。例如，直射探头垂直于被测试的对象的表面发射和接收声波。直 射探头在测试薄板金属、锻件和铸件时尤其有用。在另一个示例中，可利用包含两个元件的 TR探头，其中发射器和接收器功能被电气上且声学上彼此分离。TR探头在测试薄的测试对 象以及进行壁厚度测量时尤其有用。在又另一个示例中，可利用斜探头，其与材料表面成角 度而发射并接收声波。斜探头在测试焊缝、薄板金属、管件和锻件时尤其有用。非破坏性测试装置在其中操作的典型的非破坏性测试环境的物理条件要求测试 装置多功能且坚固耐用。相对于在执行检查之前首先等待发动机或涡轮机冷却下来，在高 达80摄氏度的环境中(例如热的发动机或涡轮机中)操作非破坏性测试装置的能力有时是必需的且是成本经济的。在非破坏性测试装置暴露于液体环境(例如水)下的条件中， 装置的良好密封以防止液体进入探头是必需的。最后，因为典型的非破坏性测试环境可为 工业环境，其使探头易发生潜在的跌落或被其它物体撞击，非破坏性测试装置应该机械上 足够牢固以承受严苛的环境以及意外的违规操作。一些非破坏性测试装置采用长的(例如，八十英尺)半刚性探头轴，且探头永久性 地附接在它们的远端上。在探头损坏使得其不再能够使用的情况下，必须以极大的成本更 换整个探头轴以及探头组件。类似地，如果操作者希望改变用来执行测试的探头头部的类 型，必须更换整个探头轴以及探头组件。多个探头轴和探头组件的存放和运输会是耗时且
昂贵的。在其它非破坏性测试装置中，探头已经制造成可从探头轴拆除。在一些实施例中， 探头轴和探头两者的端部都是带螺纹的，使得探头在其近端处包含螺纹卡圈，该螺纹卡圈 可配合到探头轴的远端上的螺纹接受器上。尽管此布置解决了使探头可拆除的问题，但是 在其应用中有若干限制。通过反复的探头轴运动，诸如在测试过程中典型地发生的那些运 动，螺纹组件会变松。变松的探头会导致不精确的测试结果，或者甚至更糟的，探头在测试 环境内的松脱和丢失。同样有害的是，位于探头和探头轴接受器两者上的螺纹易受螺纹擦 伤，并且会变脏，且最后堵塞螺纹机构，阻止探头从探头轴的远端正确地附接和分离。在其它实施例中，探头的近端使用螺纹螺丝附接在探头轴上，螺纹螺丝延伸通过 探头的远端面，通过探头本身，并进入探头轴的远端，在此处其与固定在探头轴的远端上的 螺纹接收器配合。尽管此布置解决了使探头可拆除的问题，但其有若干限制。特别是，螺丝 的使用需要探头是刚性的并且不能弯曲，从而限制了探头在其中需要可弯曲探头的一些应 用中的使用。此外，螺丝的使用没有消除螺纹擦伤、污物堆积和堵塞的问题。此外，典型地 需要专用工具来使螺丝接合到探头轴上以及从探头轴上分离，需要操作者确保在检查期间 可获得该专用工具。将会有利的是提供一种用于非破坏性测试装置的可拆除、快速分离的系统，其允 许探头或其它非破坏性测试部件以在适合用于工业非破坏性测试应用中的探头和探头轴 之间提供有效、防水的电气和机械连接，同时消除对于螺纹连接机构的需求的方式附接到 探头轴的远端上。
发明内容
一种用于将探头附接到探头轴配接组件上的连接器系统，包括探头轴配接组件， 其包括连接器主体，位于该连接器主体内的柱塞室，位于该柱塞室内的弹簧，从该柱塞室通 过该连接器主体延伸至该连接器主体的外表面的锁止球通道，位于该锁止球通道内的锁止 球，以及位于该柱塞室内邻近该弹簧的柱塞，其中该锁止球与该柱塞的外表面接触；探头， 其包括探头主体，位于探头主体的面向探头轴端内的探头轴室，以及位于该探头主体中邻 近该探头轴室的锁止球接受器；其中该探头轴室的直径大于该探头轴配接组件的直径，使 得当该柱塞和该弹簧从第一位置移向第二位置时，该锁止球向内移向该柱塞室，并在该连 接器主体的外表面之下，允许该探头轴配接组件的面向探头端进入该探头轴室，并且当该 柱塞和弹簧从该第二位置向该第一位置移动时，该锁止球移向该连接器主体的表面，延伸 超出该连接器主体的该外表面，使得该锁止球接合该锁止球接受器，并将该探头固定在该探头轴配接组件上。
图1是非破坏性测试装置的方块图。图2是探头轴配接组件的横截面视图。图3是探头轴接线器的透视视图。图4是探头轴配接组件的透视视图。图5是示例性探头的横截面视图。图6是探头接线器的透视视图。图7是示例性探头的透视视图。图8是示例性的相互连接的探头轴配接组件和探头的横截面视图。图9是示例性的相互连接的探头轴配接组件和探头的透视视图。
具体实施例方式图1显示了非破坏性测试装置10的方块图。探头500通过探头轴配接组件400 附接在探头轴100的远端上。探头500可为任何非破坏性测试探头或部件，例如，涡流探 头、超声波探头、超声波阵列、涡流阵列。探头轴100可为由半刚性尼龙套包围的八芯束线。 探头轴100的近端连接到非破坏性测试单元200上。非破坏性测试单元200可包括电源部 件，信号发生、放大和处理电子器件，以及用来操作非破坏性测试装置10的装置控制器。此 外，非破坏性测试单元200可包括用于查看装置运行和测试结果的屏幕300。参考图2，探头轴100的远端可附接到探头轴配接组件400上。探头轴配接组件 400可包括圆柱形软管倒钩470，该圆柱形软管倒钩470可在其远端处一体地附接在圆柱形 软管凸缘475上，圆柱形软管凸缘475又可一体地在其远端处附接在圆柱形连接器主体401 上。在一个实施例中，软管倒钧470，软管凸缘475和连接器主体401可由金属(例如，不锈 钢)制成。内部导线445可延伸超出探头轴100的探头轴套405的远端。软管倒钩470定 位在探头轴100的导线445和探头轴套405之间，并且涂敷环氧树脂，使得环氧树脂和探头 轴套405压靠软管倒钧470的压缩力将探头轴100固定到探头轴配接组件400上，并且提 供防水密封。导线室497可为圆柱形中空空间，其延伸通过软管倒钩470的中心，软管凸缘 475，并进入连接器主体401的近端。多个近端导线导管430径向地从导线室497的远端向 外延伸至连接器主体401的圆柱形表面。多个中心导线导管440沿连接器主体401的外表 面置于凹处，并平行于连接器主体401的外表面朝向连接器主体401的远端延伸。多个远 端导线导管435可位于各个中心导线导管440的远端，径向地从连接器主体401的外表面 向内延伸至连接器室417的近端。连接器室417是位于连接器主体401的远端处的圆柱形 中空腔体。圆柱形的分级柱塞凸缘460可位于连接器室417的近端处，并用环氧树脂连接到 连接器主体401上，使得柱塞凸缘基部461可位于连接器室417的近端附近，且柱塞凸缘基 部461紧密地配合在连接器室417内。柱塞凸缘中心体462可以一体地附接到柱塞凸缘基 部461的中心上，并从柱塞凸缘基部461的远侧表面向远侧延伸，大致平行于连接器室417 的侧面。凸缘孔463可为延伸通过柱塞凸缘460的中心的圆柱形间隙。柱塞凸缘中心体462的直径可以小于连接器室417的直径，在柱塞凸缘中心体462的外表面和连接器室417的 内壁之间形成开口空间。探头轴接线器480可位于柱塞凸缘中心体462的远端处，紧密地坐 落在连接器室417的内壁内，并销接且通过环氧树脂连接到连接器室417的内壁上。在一个 实施例中，探头轴接线器480可为由在其远端处定位成径向布置的4个公连接销和4个母 连接器座构成的圆柱形八芯等同接合Lemo连接器。各连接销和座可向近端延伸通过探头 轴接线器480，并且可在探头轴接线器480的近端上形成接线器触点487的径向布置。在其 它实施例中，探头轴接线器480可具有更少或另外的连接点，提供少于或多于八个线连接。 适合用作探头轴接线器480的连接器可从加利福尼亚州罗内特公园市的Lemo美国有限公 司获得。如图3中所示，公连接销485在探头轴接线器480的远表面的前半部分上的半径 范围中聚集在一起，而母连接器座484在探头轴接线器480的远表面的后半部分上的半径 范围中聚集在一起。母连接座484可嵌入在探头轴连接器脊部(connector ridge)488中， 该连接器脊部径向地围绕探头轴接线器480的远表面的圆周的一半延伸。探头轴连接器脊 部488的远端可延伸至连接器主体401的远端。连接器孔口 482是延伸通过探头轴接线器 480的中心的圆柱形间隙。连接器槽口 486可为圆柱形切口，该圆柱形切口具有小于探头轴 接线器480的直径的直径，位于探头轴接线器480的近端处，平行于连接器室417的壁而延 伸。柱塞凸缘中心体462的远端可为使得其紧密地装配在连接器槽口 486内，且将探头轴 接线器480定位在距连接器室417的近端适当的距离处。导线445可伸出探头轴100，进入导线室407，通过其中一个近端导线导管430， 朝远端沿中心导线导管440，通过位于中心导线导管440的远端处的对应的远端导线导管 435，通过连接器室417的内壁和柱塞凸缘中心体462之间的连接器室417内的空间，并且 可以附接到位于探头轴接线器480的近端上的其中一个连接器触点487上，形成导线445 和探头轴接线器480之间的电气连接。一旦导线445已经被引导通过探头轴配接组件440 到达期望的连接器触点487，则导线导管可以用环氧树脂封装，以密封近端导线导管430、 中心导线导管440以及远端导线导管435，提供防水密封。以这种方式引导导线445防止了 导线445与探头轴配接组件400或探头500的任何移动的机械部件相互影响，从而保护导 线445免受过度的物理性应力。柱塞室415可以位于连接器主体401内，远离近端导线导管430，邻近并且靠近柱 塞凸缘460的近端，且靠近连接器室417。柱塞室415可为圆柱形中空空间，其具有小于连 接器室417的直径的直径，平行于连接器主体401的外表面在连接器主体401内向远侧延 伸。柱塞410可定位在连接器主体401内，从柱塞室415向远端延伸至连接器主体401的 远端。在一个实施例中，柱塞410可由金属制成(例如，不锈钢)。柱塞头部411位于柱塞 室415内柱塞410的近端处。弹簧450位于柱塞头部411的近端表面和柱塞室415的近端 之间，使得柱塞头部411的远端被推向柱塞室415的远端并靠在柱塞凸缘460的近表面上。 柱塞杆412可以整体地附接在柱塞头部411的远端上，并且可以为圆柱形的、分级的、刚性 杆。柱塞杆412可包括柱塞杆近端部分413和柱塞杆远端部分414。柱塞杆近端部分413 可具有比柱塞杆远端部分414的直径更大的直径，并且可从柱塞头部411的远端侧延伸穿 过凸缘孔口 463，使得柱塞杆近端部分413的外表面紧密地抵靠凸缘孔口 463的内壁装配。 柱塞杆远端部分415可具有比柱塞杆近端部分413的直径更小的直径，并且可从柱塞杆远 端部分413的远端向远端延伸穿过凸缘孔口 463并穿过连接器孔口 482。柱塞410的远端可位于连接器主体401的远端处。多个球通道421可位于柱塞室415的远端附近，并且可径向地通过连接器主体401 延伸至连接器主体401的外表面。在一个实施例中，三个球通道421可围绕连接器主体401 的圆周相等地间隔开。在其它的实施例中，可包括更少或另外的球通道421。锁止球420可 为球通道421内圆形可移动的球。在一个实施例中，锁止球420可由金属构成(例如，不锈 钢)。在连接器主体401的表面处，可使球通道的直径比锁止球420的直径更窄，从而形成 脊部425，该脊部425防止锁止球420完全延伸通过连接器主体的外表面。当弹簧450处于 松弛位置时，柱塞头部411被向远端推向柱塞凸缘460，使得柱塞头部411将锁止球420推 向连接器主体401的外表面，并抵靠脊部425。当弹簧450被压向探头轴配接组件400的近 端时，锁止球420自由回移进入球通道421，并抵靠柱塞杆近端部分413，从而从连接器主体 401的表面撤回锁止球420。弹簧450通过在探头轴配接组件400的远端处在柱塞410的 远端上施加向近端指向的力而被压缩。槽口 495位于连接器主体401的近端处，靠近软管凸缘475的远侧。槽口 495具 有小于连接器主体的其他部分的直径的直径，并提供0形环490的就座。0形环490由弹性 材料构成，并在探头500连接到探头轴配接组件400时提供防水密封。图4提供了示例性探头轴连接器组件400的透视视图，且显示了软管倒钩470、软 管凸缘475、0形环490以及连接器主体401，以及处在它们的锁止位置上的锁止球420。近 端导线导管430、中心导线导管440以及远端导线导管及导线445也显示在连接器主体401 内。图5显示了示例性探头500的横截面视图。圆柱形探头主体501可位于探头500 的近端处。在一个实施例中，探头主体501可由金属(例如，不锈钢)制成，并且可包括渐 缩的近端。探头轴室517为圆柱形中空空间，其中心位于探头主体501内并延伸通过探头 主体501，平行于探头主体501的侧面。锁止球接受器520可为锯齿状、圆形的凹槽，其具有 大于探头轴室517的直径的直径，位于探头轴室517内，并包围探头轴室517的内表面。在 其它实施例中，锁止球接受器520可为位于探头主体501中的一个或多个不引人注意的孔 或凹穴。探头头部502可位于探头主体501的远端处。探头头部502可包括探头头部近端 504，探头头部传感器506，以及探头头部远端505，其全部可一体地附接。探头头部近端504 可位于探头主体501的远端内，并可成形为圆柱形，具有比探头轴室517的外直径小的外直 径，使得探头轴近端504紧密地装配在探头轴室517内。在一个实施例中，探头头部502销 接并用环氧树脂结合在探头主体501上。在其它实施例中，探头头部502可包括一体的弹簧 锁机构来将探头头部502连接到探头主体501上。连接器室525可位于探头头部近端504 的近端处，其为平行于探头主体501的侧面延伸的圆柱形中空空间，且中心位于探头500 内，具有小于探头头部近端504的直径的直径。探头接线器580可位于连接器室525的近 端内，紧密地坐落在连接器室525的内壁内，并销接且用环氧树脂结合到连接器室525的内 壁上。在一个实施例中，探头接线器580可为由在其远端处定位成径向布置的4个公连接 销和4个母连接器座构成的圆柱形八芯等同接合Lemo连接器。各连接销和座可向近端延 伸通过探头接线器580，并且可在探头轴接线器580的近端上形成接线器触点587的径向布 置。在其它实施例中，探头接线器580可具有更少或更多的连接点，提供少于或多于八个线连接。适合用作探头接线器580的连接器可从加利福尼亚州罗内特公园市的Lemo美国有 限公司获得。如图6中所示，公连接销585在探头接线器580的远表面的前半部分上的半 径范围中聚集在一起，而母连接器座584在探头接线器580的远表面的后半部分上的半径 范围中聚集在一起。母连接器座584可嵌入在探头连接器脊部588中，该连接器脊部径向 地围绕探头接线器580的远表面的圆周的一半延伸。连接器孔口 582可为圆柱形孔口，其 可延伸穿过探头接线器580的中心。探头室550可为圆柱形中空空间，其位于连接器室525 的远端附近，中心位于探头轴近端504内且朝远端伸入探头头部传感器506。探头室550平 行于探头轴传感器506的外壁延伸，并且探头室550的直径可小于连接器室525的直径。探头头部传感器506可位于探头头部近端504的远端处，并且可成形为圆柱形，具 有等于探头主体501的外表面的外直径的外直径。探头头部传感器506包含探头电子器件 590。探头导线545可附接到探头接线器580的连接器触点587上，并且可向远端延伸通过 连接器室525，通过探头室550并到达探头电子器件590。探头电子器件590操作探头的信 号发射和接收功能。探头头部信号端505可向远端从探头传感器506的远端延伸，并且可 以成形为圆柱形，具有小于探头头部传感器506的外直径的外直径。探头头部502可由塑 料或弹性材料制成。键通道515可为圆柱形套筒，其从连接器孔口 582的近端向远端延伸通过连接器 室525，并通过探头室550，使得其远端位于探头头部室503的近端处。探头头部室503可 为圆柱形、中空空间，具有大于键通道515的直径的直径。在一个实施例中，键通道515由 金属制成(例如，不锈钢)。键通道515提供通过探头头部传感器506、连接器室525以及 探头接线器580的光滑的通道，以允许通过探头插入物体，用该物体抵靠柱塞410施加向远 端指向的力。键通道515使用环氧树脂固定就位。密封套510位于柱塞头部室503的近端处。密封套510可以包括多个部分，当这 些部分在探头头部室503内挤压在一起时，形成圆柱形形状的密封套。密封套510可由弹 性材料制成，使得当这些部分在探头头部室503内挤压在一起时，形成防止液体进入键通 道515的防水密封。尽管密封套510有防水特性，但可在形成密封套510的各个部分之间 以及键通道515中插入薄的刚性物体(例如，具有小于键通道的直径的直径的金属杆)。密 封套510的直径以及弹性特点为使得密封套510的外表面抵靠探头头部室503的内壁的摩 擦力将密封套510在探头头部室503的近端处保持就位。由探头头部室503的内壁施加的 压缩力还将密封套510的部分推挤在一起，形成防水密封。探头鼻530可位于探头头部502的远端处。探头鼻530可成形为圆柱形，并具有 与探头头部传感器506的外直径相同的外直径。探头头部室503可为位于探头鼻530的 近端处的圆柱形中空空间，并且可具有使得探头鼻530的近端紧密地装配在探头头部远端 505上的直径和深度。探头鼻通道531可从探头头部室503的远端向远端延伸，该探头鼻通 道531为具有小于或等于探头头部室503的直径的直径的圆柱形中空空间。在一个实施例 中，探头鼻530可由金属(例如，不锈钢)制成，并且可具有渐缩的远端。在一个实施例中， 探头鼻530销接并用环氧树脂结合在探头头部502上。在其它实施例中，探头鼻530可包 括一体的弹簧锁机构来将探头鼻530连接到探头头部502上。图7显示了示例性探头500的透视视图，其包括探头主体501、探头头部502、探头 鼻530以及探头鼻通道531。包围探头头部502的两个槽缝可用磁性线填充并用环氧树脂覆盖。图8是示例性的相互连接的探头轴配接组件400和探头500的横截面视图。探头 500可通过使探头500向探头轴配接组件400的远端移动使得连接器主体401的远端进入 探头500的探头轴室517而连接到探头轴配接组件400上。探头轴配接组件400和探头 500之间的电气连接可通过使在探头轴接线器480和探头接线器580两者上的互锁的公连 接器销和母连接器座匹配来形成。布置相对的连接器脊部488和588，使得探头轴接线器 480和探头接线器480可仅在一个方位上互锁，从而确保正确的线连接。此外，相对的连接 器脊部起作用以通过防止探头500在与探头轴配接组件400接合时旋转而改善两个连接器 之间的机械连接。除了通过互锁探头轴接线器480和探头接线器580所提供的机械连接，锁止球420 和锁止球接受器520提供了附加的机械连接。当操作者向柱塞杆412施加向近端指向的力 时，柱塞410被沿近端方向反抗弹簧450推动。为了应用这样的力，操作者可使用装配在键 通道515内的任何刚性物体，该物体足够长以抵达柱塞410的远端。当柱塞410向近端移 动时，柱塞头部411的远端也向近端移动，允许锁止球420向内抵靠柱塞杆近端部分413落 下，并向柱塞室415撤回。随着锁止球420被撤回，探头500可定位在连接器主体401上， 使得线连接器480和探头连接器580接合，并且使得探头500的渐缩的近端接触软管凸缘 495的远端。在接触软管凸缘495的远端时，探头500的近端挤压槽口 495内的弹性0形环 490，从而给探头500和探头轴配接组件400组合提供防水密封。为了将探头500在探头轴 配接组件400上锁定就位，操作者释放柱塞杆412，允许弹簧450返回至松弛、未压缩状态， 沿远端方向推动柱塞410，直至柱塞头部411的远端与柱塞凸缘460形成接触。随着柱塞头部411被向远端移动到球通道421上，锁止球420被沿向外的方向推 向连接器主体401的外表面，直至锁止球420与脊部425形成接触，脊部425防止进一步的 向外移动。在柱塞头部411处在覆盖球通道421的松弛位置的情况下，锁止球420的上部 分延伸到连接器主体401的外表面之外，并紧密地配合在探头500的锁止球接受器520中。 锁止球420和锁止球接受器520协同工作来提供探头轴配接组件400和探头500之间的机 械连接，使得探头不能在探头轴配接组件400上向近端或向远端移动。图9是示例性的互锁的探头轴配接组件400和探头500的透视视图，包括软管倒 钩470，软管凸缘475和探头500。本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人 员能够制造和使用本发明。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领 域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有无异于权利要求书的字面语言的结构 性元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言并无实质性区别的等价结构性元件， 则此类其它示例意在处在权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于将探头附接到探头轴配接组件上的连接器系统，包括探头轴配接组件，其包括连接器主体，位于所述连接器主体内的柱塞室，位于所述柱塞 室内的弹簧，从所述柱塞室通过所述连接器主体延伸至所述连接器主体的外表面的锁止球 通道，位于所述锁止球通道内的锁止球，以及位于所述柱塞室内邻近所述弹簧的柱塞，其中 所述锁止球与所述柱塞的外表面接触；探头，其包括探头主体，位于所述探头主体的面向探头轴端内的探头轴室，以及位于所 述探头主体中邻近所述探头轴室的锁止球接受器；其中，所述探头轴室的直径大于所述探头轴配接组件的直径，使得当所述柱塞和所述 弹簧从第一位置移向第二位置时，所述锁止球向内移向所述柱塞室，并在所述连接器主体 的外表面之下，允许所述探头轴配接组件的面向探头端进入所述探头轴室，并且当所述柱 塞和弹簧从所述第二位置向所述第一位置移动时，所述锁止球移向所述连接器主体的表 面，延伸超出所述连接器主体的所述外表面，使得所述锁止球接合所述锁止球接受器，并将 所述探头固定在所述探头轴配接组件上。
2.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述柱塞的所述外表面是分级的， 使得当所述柱塞在所述第一位置上时，所述锁止球与所述柱塞的较大直径部分接触，而当 所述柱塞在所述第二位置上时，所述锁止球与所述柱塞的较小直径部分接触。
3.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述柱塞的所述外表面是倾斜的， 使得当所述柱塞在所述第一位置上时，所述锁止球与所述柱塞的较大直径部分接触，而当 所述柱塞在所述第二位置上时，所述锁止球与所述柱塞的较小直径部分接触。
4.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述弹簧在所述第一位置上是未 压缩的，而在所述第二位置上是压缩的。
5.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述连接器系统还包括位于所述 连接器主体的所述探头轴端处的0形环，其中当所述探头轴配接组件和所述探头处在互锁 位置时，所述0形环被所述探头主体压紧，从而形成防水密封。
6.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述连接器系统还包括位于所述 连接器主体中的导线导管以及位于所述探头轴配接组件的所述面向探头端内的探头接线 器，其中所述导线导管包括用于从所述探头轴行进至所述探头接线器而未进入所述柱塞室 的电导线的开口路径。
7.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述锁止球通道的直径在所述连 接器主体的所述表面附近变窄。
8.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述锁止球接受器包括至少部分 地包围所述探头主体的内表面的锯齿状凹槽。
9.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述锁止球接受器包括位于所述 探头主体的内表面上的凹穴。
10.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述锁止球接受器包括所述探头 主体中的通道。
11.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述连接器系统还包括至少部分 地延伸通过所述探头的键通道，其中所述键通道提供用于伸长物体的入口，以在所述探头 和所述探头轴配接组件互锁时接触所述柱塞。
12.根据权利要求11所述的连接器系统，其特征在于，所述连接器系统还包括位于探 头头部室内的密封套，所述探头头部室位于所述键通道的远端和探头鼻通道之间，所述探 头鼻通道从所述探头头部室延伸至所述探头的远端，其中所述密封套包括多个压紧的弹性 构件，所述多个压紧的弹性构件给所述键通道提供防水密封，同时允许所述伸长的物体延 伸通过所述密封套。
13.根据权利要求1所述的连接器系统，其特征在于，所述连接器系统还包括位于所述 探头轴配接组件的所述面向探头端内的探头轴接线器，以及位于所述探头的所述面向探头 轴端内的探头接线器，其中，当所述探头轴配接组件与所述探头互锁时，所述探头轴接线器 以及所述探头接线器在所述探头轴配接组件和所述探头之间形成电气连接。
14.一种用于将探头附接到探头轴配接组件上的连接器系统，包括探头轴配接组件，其包括连接器主体，位于所述连接器主体内的柱塞室，位于所述柱塞 室内的弹簧，从所述柱塞室通过所述连接器主体延伸至所述连接器主体的外表面的锁止球 通道，位于所述锁止球通道内的锁止球，以及位于所述柱塞室内邻近所述弹簧的柱塞，其中 所述柱塞的所述外表面是分级的，使得当所述柱塞处在所述第一位置上时所述锁止球与所 述柱塞的较大直径部分的外表面接触，并且当所述柱塞处在所述第二位置上时所述锁止球 与所述柱塞的较小直径部分的外表面接触；探头，其包括探头主体，位于所述探头主体的面向探头轴端内的探头轴室，以及位于所 述探头主体中邻近所述探头轴室的锁止球接受器；至少部分地延伸通过所述探头的键通道，其中所述键通道提供用于伸长的物体的入 口，以在所述探头和所述探头轴配接组件互锁时接触所述柱塞；位于探头头部室内的密封套，所述探头头部室位于所述键通道的远端和探头鼻通道之 间，所述探头鼻通道从所述探头头部室延伸至所述探头的远端，其中所述密封套包括多个 压紧的弹性构件，所述多个压紧的弹性构件给所述键通道提供防水密封，同时允许所述伸 长的物体延伸通过所述密封套；其中，所述探头轴室的直径大于所述探头轴配接组件的直径，使得当所述柱塞和所述 弹簧从第一位置向第二位置移动时，所述弹簧是压缩的，而所述锁止球向内向所述柱塞室 移动，并位于所述连接器主体的所述外表面之下，允许所述探头轴配接组件的所述面向探 头端进入所述探头轴室，并且当所述柱塞和所述弹簧从所述第二位置向所述第一位置移动 时，所述弹簧是未压缩的，而所述锁止球向所述连接器主体的表面移动，延伸超出所述连接 器主体的所述外表面，使得所述锁止球接合所述锁止球接受器，并将所述探头固定在所述 探头轴配接组件上。
全文摘要
一种用于将探头(500)附接到探头轴配接组件(400)上的连接器系统，包括探头轴配接组件，其包括连接器主体(401)，位于该连接器主体内的柱塞室(415)，位于该柱塞室内的弹簧(450)，从该柱塞室通过该连接器主体延伸至该连接器主体的外表面的锁止球通道(421)，位于该锁止球通道内的锁止球(420)，以及位于该柱塞室内邻近该弹簧的柱塞(410)，其中该锁止球与该柱塞的外表面接触；探头，其包括探头主体(501)，位于探头主体的面向探头轴端内的探头轴室(517)，以及位于该探头主体中邻近该探头轴室的锁止球接受器(520)；其中该探头轴室的直径大于该探头轴配接组件的直径，使得当该柱塞和该弹簧从第一位置移向第二位置时，该锁止球向内移向该柱塞室，并在该连接器主体的外表面之下，允许该探头轴配接组件的面向探头端进入该探头轴室，并且当该柱塞和弹簧从该第二位置向该第一位置移动时，该锁止球移向该连接器主体的表面，延伸超出该连接器主体的该外表面，使得该锁止球接合该锁止球接受器，并将该探头固定在该探头轴配接组件上。
文档编号G01N29/22GK102066918SQ200980123092
公开日2011年5月18日 申请日期2009年3月18日 优先权日2008年4月14日
发明者J·德雷珀, M·沃尔夫 申请人:通用电气检查技术有限合伙人公司