专利名称：一种能变宽度扫查器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焊接质量检测技术领域，特别涉及一种利用超声相控阵和T0FD 技术检测船舶焊缝质量的辅助设备，是提高探头扫描运动的稳定性和精确度，同时提高工 作效率的扫查器。
背景技术：
船舶等钢结构的长距离对接焊缝、角接焊缝需要进行焊后检测。在现阶段，检测人 员采用手持式探头对焊缝进行常规超声检测。采用手持式探头对焊缝进行检测，缺陷检出 率低并且检测效率很有限，检测数据受现场操作人为因素影响。手持式探头的检测方式，给 检测工作带来了极大的不便。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能变宽度扫查器，解决手持探头方式检测缺陷检 出率低和检测效率很有限的问题，使探头耦合更加稳定，定位更加准确，提高数据采集的成 功率，减少现场操作人为因素对检测质量的影响，同时提高现场检测效率。本实用新型采用的技术方案是能改变宽度扫查器，主要由主框架、探头加载系 统、磁性轮和编码器组件组成，其特征在于四个磁性轮固定在主框架横梁下方，探头加载 系统固定在主框架横梁或纵梁外侧，编码器组件固定在横梁或纵梁外侧，编码器组件的编 码器轮与四个磁性轮平行，四个磁性轮的下端接触面在同一平面内。所述的主框架由横梁、纵梁、连接件组成。横梁、纵梁采用铝合金型材，两根横梁和 两根纵梁组成矩形，在横梁和纵梁的端部有连接件，通过螺钉将横梁、纵梁均与连接件固定 在一起。标准的铝合金型材具有采用螺钉连接的优势，能很方便地把横梁和纵梁连接设计 为系列化的产品，根据实际检测的需要以及现场使用条件的限制，选择合适的横梁和纵梁， 最高效的满足现场的检测使用。有效的保证主框架的刚性，满足检测使用。横梁的长度在 150 400毫米之间，纵梁长度在80 250毫米之间。铝合金型材侧面有导向槽，探头加载 系统通过导向槽固定在横梁或纵梁外侧。所述的探头加载系统主要由滑动组件、弹簧加载组件、探头夹持组件构成。探头加 载系统通过铝合金型材的标准连接件和主框架相连接，可根据安装在横梁或者纵梁外侧。 滑动组件采用市场上标准的不锈钢微型滚珠直线单元，滑动组件有滑轨和滑块，在滑轨顶 部通过螺钉固定弹簧座并作为滑块的上限位，在滑轨底部通过双螺钉固定横向回转座并作 为滑块的下限位，在滑块底面通过螺钉固定滑块安装座，滑块安装座有一字型和L型，滑块 安装座直接连接在横梁或者纵梁上；弹簧加载组件由弹簧座、滑块安装座和不锈钢拉簧组成，不锈钢拉簧上端固定在 弹簧座上，不锈钢拉簧下端固定在滑块安装座的下部。不锈钢拉簧拉动滑动组件向下。探头夹持组件由横向回转座、横向回转轴、探头夹持架、纵向回转轴和不锈钢微型 轴承构成，横向回转座固定在滑轨的下部，横向回转座的下端通过横向回转轴和不锈钢微型轴承连接有一个条形探头夹持架，在探头夹持架的端部有纵向回转轴。探头固定在纵向 回转轴上。能同时保证探头的横向、纵向两个方向能够随工件表面随动，消除工件表面不平 整给检测带来的不利影响。滑动组件采用市场上销售的不锈钢微型滚珠直线单元。能实现连接弹簧加载系统 和探头夹持系统的作用，更重要的是带动探头，使之能够产生相对位移。磁性轮组由磁性轮座、磁性轮轴、磁铁、磁性轮片以及不锈钢微型轴承构成。磁性 轮座采用螺钉固定在主框架横梁下方；磁铁和磁性轮片间隔安装在磁性轮轴上，磁性轮轴 的两端通过不锈钢微型轴承与磁性轮座固定在一起。磁性轮组可通过安装位置的不同来适 应不同位置的检测需求，合理的避开磁性轮组和探头间、磁性轮组和焊缝间的相互干扰。编码器组件由加载臂、编码器、安装座、编码器轮、盖和编码器连接器组成；编码器 采用高分辨率霍尔传感器类型的增量式编码器，在市场上能采购到编码器。安装座固定在 加载臂的滑块上，编码器通过螺钉安装在安装座内；编码器盖固定在编码器座上，为编码器 提供密封保障，防水等级可以达到IP65 ；编码器轮通过轴连接在安装座下部；编码器连接 器固定安装座的顶部，通过编码器连接器连接信号线，输出编码器信号。编码器组使用时， 根据需要安装在主框架的某一位置，并利用超声波仪器对编码器进行校准，以更好的满足 仪器的使用需求。为了操作方便，在主框架上固定有两个把手。编码器轮外圆周面刻有一字型花纹，以防止编码器轮出现打滑等现象。可变宽度扫查器的使用过程首先，由现场条件确定探头加载系统的宽度，将探头 加载系统安装在扫查器的主框架上，探头位置可调并能够紧贴在被检工件表面上，保证被 检工件表面与探头良好的藕合。人工推动扫查器沿焊缝方向行走，进行探伤扫查，扫查器上 的编码器组建用于记录扫查的位移，以便产生纵扫描和横扫描图像，并记录完整的检测信 肩、o该扫查器是利用超声相控阵和T0FD技术检测船舶等钢结构长距离焊缝的辅助设 备。通过在北海船厂建造的18万吨散货船上进行检测试验，该扫查器的成功应用，解决了 手持探头方式检测的大量问题，使探头藕合更加的良好，保证了检测的一次成功率，提高了 检测的精度，同时也提高了检测效率。本实用新型的有益效果本实用新型能变宽度扫查器，在检测过程中行走稳定、可 靠，探头位置始终能准确和焊缝表面平行其保证一定间距，能够充分保证探头耦合良好，为 检测的可靠性和准确性提供了有力保障。
图1是本实用新型能变宽度扫查器结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是探头加载系统3的弹簧加载组件3. 2结构示意图。图3. 1是探头加载系统3的分部件示意图。图3. 2是探头加载系统3的分部件示意图。图3. 3是探头加载系统3的分部件示意图。图4是磁性轮4结构剖面示意图。[0024]图5是编码器组件5的结构示意图。图中，1.把手，2.主框架，3.探头加载系统，4.磁性轮，5.编码器组件。
具体实施方式
实施例1 以一个能变宽度扫查器为例，对本实用新型作进一步详细说明。参阅图1。本实用新型可变宽度扫查器，主要由一个主框架2、两个探头加载系统 3、四个磁性轮4和编码器组件5组成。四个磁性轮4固定在主框架2横梁下方，探头加载 系统3固定在主框架2横梁外侧，编码器组件5固定在纵梁外侧，编码器组件5的编码器轮 与四个磁性轮4平行，四个磁性轮4的下端接触面在同一平面内。主框架1由横梁、纵梁、连接件组成。横梁、纵梁采用铝合金型材，两根横梁和两根 纵梁组成矩形，在横梁和纵梁的端部有连接件，通过螺钉将横梁、纵梁均与连接件固定在一 起。横梁的长度为350毫米，纵梁长度为150毫米。铝合金型材侧面有导向槽，探头加载系 统3通过导向槽固定在横梁外侧。在主框架1上固定有两个把手1。参阅图3。所述的探头加载系统3主要由滑动组件3. 1、弹簧加载组件3. 2、探头夹 持组件3. 3构成。探头加载系统3通过铝合金型材的标准连接件和主框架相连接，安装在 横梁外侧。滑动组件3. 1采用市场上标准的不锈钢微型滚珠直线单元。参阅图3. 1。滑动组件3. 1有滑轨3. 1-1和滑块3. 1-2，在滑轨3. 1-1顶部通过螺 钉固定弹簧座并作为滑块3. 1-2的上限位，在滑轨3. 1-1底部通过双螺钉固定横向回转座 并作为滑块3. 1-2的下限位，在滑块3. 1-2底面通过螺钉固定滑块安装座3. 2-2，滑块安装 座3. 2-2有一字型和L型，两个L型滑块安装座3. 2-2连接在横梁外侧；一个一字型滑块安 装座3. 2-2连接在纵梁外侧，固定编码器组件5。参阅图3. 2.弹簧加载组件3. 2由弹簧座3. 2_1、滑块安装座3. 2-2和不锈钢拉簧 3. 2-3组成，不锈钢拉簧3. 2-3上端固定在弹簧座3. 2-1上，不锈钢拉簧3. 2-3下端固定在 滑块安装座3. 2-2的下部。不锈钢拉簧3. 2-3拉动滑动组件3. 1向下运动。参阅图3. 3。探头夹持组件3. 3由横向回转座3. 3_1、横向回转轴3. 3_2、探头夹持 架3. 3-4、纵向回转轴3. 3-5和不锈钢微型轴承3. 3-3构成。横向回转座3. 3-1固定在滑轨 3. 1-1的下部，横向回转座3. 3-1的下端通过横向回转轴3. 3-2和不锈钢微型轴承3. 3_3连 接有一个条形探头夹持架3. 3-4，在探头夹持架3. 3-4的端部有纵向回转轴3. 3_5。探头固 定在纵向回转轴3. 3-5上。参阅图4。磁性轮组4由磁性轮座4-1、磁性轮轴4-2、磁铁4_3、磁性轮片4_4以 及不锈钢微型轴承构成。磁性轮座4-1采用螺钉固定在主框架2横梁下方；磁铁4-3和磁 性轮片4-4间隔安装在磁性轮轴4-2上，磁性轮轴4-2的两端通过不锈钢微型轴承与磁性 轮座4-1固定在一起。磁性轮片4-4的外径为40毫米。参阅图5。编码器组件5由加载臂5-1、编码器5-2、安装座5_3、编码器轮5_4、盖 5-5和编码器连接器5-6组成。编码器5-2采用2MCA360D03xl96401SlDC高分辨率霍尔传 感器类型的增量式编码器。安装座5-3固定在加载臂5-1的滑块上，编码器5-2通过螺钉 安装在安装座5-3内；编码器盖5-5固定在编码器座5-3上；编码器轮5-4通过轴连接在安 装座5-3下部，编码器轮5-4外圆周面刻有一字型花纹；编码器连接器5-6固定安装座5-3 的顶部。
权利要求一种可变宽度扫查器，主要由主框架(2)、探头加载系统(3)、磁性轮(4)和编码器组件(5)组成，其特征在于四个磁性轮(4)固定在主框架(2)横梁下方，探头加载系统(3)固定在主框架(2)横梁或纵梁外侧，编码器组件(5)固定在横梁或纵梁外侧，编码器组件(5)的编码器轮与四个磁性轮(4)平行，四个磁性轮(4)的下端接触面在同一平面内。
2.根据权利要求1所述的能变宽度扫查器，其特征是所述的主框架(1)由横梁、纵 梁、连接件组成；横梁、纵梁采用铝合金型材，两根横梁和两根纵梁组成矩形，在横梁和纵梁 的端部有连接件，通过螺钉将横梁、纵梁均与连接件固定在一起，横梁的长度在150 400 毫米之间，纵梁长度在80 250毫米之间，铝合金型材侧面有导向槽，探头加载系统(3)通 过导向槽固定在横梁或纵梁外侧。
3.根据权利要求1或2所述的可变宽度扫查器，其特征是所述的探头加载系统(3) 主要由滑动组件(3. 1)、弹簧加载组件(3. 2)、探头夹持组件(3. 3)构成，探头加载系统(3) 通过铝合金型材的标准连接件安装在横梁或者纵梁外侧，滑动组件(3. 1)采用市场上标 准的不锈钢微型滚珠直线单元，滑动组件(3. 1)有滑轨(3. 1-1)和滑块(3. 1-2)，在滑轨 (3. 1-1)顶部通过螺钉固定弹簧座并作为滑块(3. 1-2)的上限位，在滑轨(3. 1-1)底部通过 双螺钉固定横向回转座并作为滑块(3. 1-2)的下限位，在滑块(3. 1-2)底面通过螺钉固定 滑块安装座(3. 2-2)，滑块安装座(3. 2-2)有一字型和L型，滑块安装座(3. 2-2)连接在横 梁或者纵梁上；弹簧加载组件(3. 2)由弹簧座(3. 2-1)、滑块安装座(3. 2-2)和不锈钢拉簧(3. 2-3)组 成，不锈钢拉簧(3. 2-3)上端固定在弹簧座(3. 2-1)上，不锈钢拉簧(3. 2-3)下端固定在滑 块安装座(3. 2-2)的下部，不锈钢拉簧(3. 2-3)拉动滑动组件向下；探头夹持组件(3.3)由横向回转座(3. 3-1)、横向回转轴(3. 3-2)、探头夹持架 (3. 3-4)、纵向回转轴(3.3-5)和不锈钢微型轴承(3.3-3)构成，横向回转座(3.3-1)固定 在滑轨(3. 1-1)的下部，横向回转座(3.3-1)的下端通过横向回转轴(3.3-2)和不锈钢微 型轴承(3. 3-3)连接有一个条形探头夹持架(3. 3-4)，在探头夹持架(3. 3-4)的端部有纵向 回转轴(3.3-5)；探头固定在纵向回转轴(3.3-5)上。
4.根据权利要求1或2所述的能变宽度扫查器，其特征是磁性轮组(4)由磁性轮座 (4-1)、磁性轮轴(4-2)、磁铁(4-3)、磁性轮片(4-4)以及不锈钢微型轴承构成，磁性轮座 (4-1)采用螺钉固定在主框架(2)横梁下方；磁铁(4-3)和磁性轮片(4-4)间隔安装在磁性 轮轴(4-2)上，磁性轮轴(4-2)的两端通过不锈钢微型轴承与磁性轮座(4-1)固定在一起。
5.根据权利要求1或2所述的可变宽度扫查器，其特征是编码器组件(5)由加载 臂(5-1)、编码器(5-2)、安装座(5-3)、编码器轮(5-4)、编码器盖(5-5)和编码器连接器 (5-6)组成；编码器(5-2)采用高分辨率霍尔传感器类型的增量式编码器，安装座(5-3) 固定在加载臂(5-1)的滑块上，编码器(5-2)通过螺钉安装在安装座(5-3)内；编码器盖 (5-5)固定在编码器座(5-3)上；编码器轮(5-4)通过轴连接在安装座(5-3)下部；编码器 连接器(5-6)固定安装座(5-3)的顶部。
6.根据权利要求5所述的能变宽度扫查器，其特征是编码器轮(5-4)外圆周面刻有 一字型花纹。
7.根据权利要求1或2所述的能变宽度扫查器，其特征是在主框架(1)上固定有两 个把手(1)。
专利摘要可变宽度扫查器，应用于焊缝质量检测。主要由主框架、探头加载系统、磁性轮和编码器组件组成，四个磁性轮固定在主框架横梁下方，探头加载系统固定在主框架横梁或纵梁外侧，编码器组件固定在横梁或纵梁外侧，编码器组件的编码器轮与四个磁性轮平行，四个磁性轮的下端接触面在同一平面内。效果是在焊缝质量检测过程中行走稳定、可靠，探头位置始终能准确和焊缝表面平行其保证一定间距，能够充分保证探头耦合良好，为检测的可靠性和准确性提供保障。
文档编号G01N29/265GK201607430SQ20102010420
公开日2010年10月13日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者孟乔, 张泽义, 简超, 高翌飞 申请人:科兰世检测技术(北京)有限公司