紧密随动式超声波探伤装置的制作方法

文档序号:5960577阅读:160来源:国知局
专利名称:紧密随动式超声波探伤装置的制作方法
技术领域
本发明涉及重轨生产探测装置,具体地指一种紧密随动式超声波探伤装置。
背景技术
目前,在重轨生产的过程中,钢轨内部缺陷的在线检测大多采用接触式超声波探伤。探伤时,超声波探头与被检钢轨表面紧密接触,中间通水做耦合剂,通过钢轨在生产线上的流动来完成整段钢轨的在线探伤。采用接触式超声波探伤具有探测距离近、超声波信号衰减少和信噪比高等优点。然而实际检测过程中,由于机械因素和钢轨自身平直度误差等原因,使得某些钢轨段轨腰面与超声波探头之间间隙过大,水不能充分耦合,造成漏探和误探。为此,需研究一套重轨在线随动检测装置,该装置的超声波探头可根据待检轨腰面的具体弧面来调整自身位置,达到与检测面的紧密配合随动,从而减少杂波反射,提高灵敏度余量、分辨率和信噪比,减少漏报率和误报率,确保探伤结果的准确性和可靠性。

发明内容
本发明的目的就是要提供一种与待检轨腰面始终保持紧密随动、完全耦合、减少漏探和误探的紧密随动式超声波探伤装置。为实现上述目的,本发明所设计的紧密随动式超声波探伤装置,包括探头盒,所述探头盒的前端设置有至少一个超声波探头,所述超声波探头通过信号线与超声波探伤仪相连,所述超声波探头旁设置有出水槽,所述出水槽通过水嘴与供水装置相连,所述探头盒两侧分别与对应的万向装置相连,所述两侧万向装置分别安装在对应的支臂上,所述两侧支臂之间通过连接板相连,所述连接板上设置有与外界调节丝杆相配合的螺纹孔,通过连接板在外界调节丝杆上的移动和万向装置方位的调整,从而使探头盒与被检测面紧密随动。作为优选方案,所述探头盒的顶部设置有一对可与外界起落架相连的拉簧。进一步地,所述探头盒的前端设置有与被检测面相耦合的耐磨面板,所述超声波探头安装在耐磨面板上。再进一部地,所述万向装置具有壳体,所述壳体内设有一端封闭的空腔,所述空腔的封闭端设置有万向压簧,所述万向压簧上设置有与其抵接配合的万向球;所述壳体两侧分别设置有万向接轴和固定臂,所述万向接轴一端穿过壳体侧壁上的直槽与万向球相连,所述万向接轴另一端与探头盒上的侧孔活动连接,所述固定臂与支臂上的安装孔活动连接。还进一步地,所述超声波探头设置有三个,其中第一个超声波探头固定布置,第二个和第三个超声波探头活动布置。更进一步地,所述耐磨面板上开设有三个空腔,其中第一个空腔与第一个超声波探头固定嵌置配合,第二个和第三个空腔通过两侧的导轨、滑块分别与第二个和第三个超声波探头活动嵌置配合,且第二个和第三个空腔下端分别设置有与第二个和第三个超声波·探头底部抵接的压缩弹簧,第二个和第三个超声波探头顶部分别设置有伸出耐磨面板的调节螺栓。更进一步地,所述出水槽呈倒L型截面结构,位于超声波探头的顶部一侧。本发明的工作原理是这样的检测前,先将本发明紧密随动式超声波探伤装置离线组装好,然后,通过探头盒两侧两个支臂之间的连接板上的螺纹孔,将整套紧密随动式超声波探伤装置装配到外界调节丝杠上,并将信号线与超声波探伤仪相连,水嘴与供水装置相接。接着,通过样轨的测试来调节紧密随动式超声波探伤装置的灵敏度开始向出水槽供水,通过粗调(即调整外界调节丝杆)和精调(即调节第二个和第三个超声波探头上的调节螺栓),使探头盒上的三个超声波探头分别对准样轨上的人工缺陷,并获得最佳缺陷反射波,最后按规定调整好超声波探头的灵敏度。所有工作准备完毕后,整套紧密随动式超声波 探伤装置便可投入使用。使用过程中,因该装置在支臂与探头盒之间设置有万向装置,万向装置中设置有万向压簧,所述万向压簧可确保探头盒与被检测面能始终保持紧密接触。同时,万向装置中还设置有一个万向球,万向接轴既可在万向球中转动,又可随万向球及万向压簧前后移动,故检测时,探头盒能根据被检测面自动调整位置,使得任何情况下超声波探头都能与被检测面紧密配合随动,减少超声波探头与被检测面之间的不合理间隙,减少漏判率和误判率。本发明的优点在于紧密随动式超声波探伤装置转动灵活、可靠,使用过程中,装有超声波探头的探头盒与被检测面始终保持紧密随动,不仅减少了杂波反射,提高了探伤准确率,而且降低了超声波探头损耗,节约了生产成本。


图I为一种紧密随动式超声波探伤装置的立体结构示意图;图2为图I中的探头盒前端的剖视放大结构示意图;图3为图I中的万向装置的剖视放大结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述参见图I至图2,本发明紧密随动式超声波探伤装置,包括探头盒I、超声波探头2、出水槽3、水嘴4、信号线5、拉簧6、万向装置7、支臂8、连接板9、导轨10、滑块11、压缩弹簧12、耐磨面板13和调节螺栓14。所述超声波探头2至少一个,设于探头盒I的前端,所述超声波探头2通过信号线5与超声波探伤仪(图中未示出)相连,所述出水槽3位于超声波探头2旁边,所述出水槽3通过水嘴4与供水装置(图中未示出)相连,便于检测时提供水做耦合剂,在本实施例中,参见图2,所述超声波探头2为三个,第一个超声波探头2. I固定布置,第二个超声波探头2. 2和第三个超声波探头2. 3活动布置,活动布置的第二个超声波探头2. 2和第三个超声波探头2. 3能够使得探测灵敏度和准确率更高;所述超声波探头2为双晶斜探头,其中,发射晶片与接收晶片和探头盒I的前端所在平面夹角均呈6°,且发射晶片与接收晶片之间的夹角为168°,相对于现有技术中使用的单晶探头,双晶斜探头探测效果更好;所述拉簧6为一对,均设于探头盒I顶部,且拉簧6与外界起落架(图中未示出)相连,作用是平衡探头盒I ;所述耐磨面板13设于探头盒I的前端,与被检测面(图中未示出)完全耦合,所述超声波探头2安装在耐磨面板13上,在最优实施例中,所述耐磨面板13上开设有第一个空腔13. I、第二个空腔13. 2和第三个空腔13. 3,其中第一个空腔13. I与第一个超声波探头2. I固定嵌置配合,第二个空腔13. 2和第三个空腔13. 3通过两侧的导轨10、滑块11分别与第二个超声波探头2. 2和第三个超声波探头2. 3活动嵌置配合,所述压缩弹簧12有两个,均设置于第二个空腔13. 2和第三个空腔13. 3下端,两个压缩弹簧12分别与第二个超声波探头2. 2和第三个超声波探头2. 3底部抵接的,所述调节螺栓14有两个,两个调节螺栓14分别与第二个超声波探头2. 2和第三个超声波探头2. 3顶部相连,并伸出耐磨面板13,这种结构可以使得第二个超声波探头2. 2和第三个超声波探头2. 3可以相对于被检测面上的缺陷位置作微调;耐磨面板13选用碳素结构45#钢;所述耐磨面板13表面设有一层厚度为O. 25mm的耐磨层,耐磨层采用超音速火焰喷涂而成,喷涂原料粉末为10Co4Cr/WC,粉末大小为10-45 μ m ;所述出水槽3呈倒L型截面结构,位于超声波探头2的顶部一侧,相对于原来的圆柱形水槽,倒L型截面出水槽3可以使得水在被检测面的分布更均匀;所述双晶斜探头的每个晶片前设置有延迟块(图中未示出),材质为有机玻璃,所述延迟块可有效过滤探测时的杂波,两块延迟块中间设置一软木(图中未示出)做隔音层以防止发射信号和接受信号相互干扰,该结构形式的双晶斜探头更有利于检测工件近表面内部缺陷;所述外界起 落架为探伤装置起落架,所述被检测面为轨腰弧面。所述万向装置7分别对应于探头盒I两侧,使探头盒I与被检测面紧密随动,所述两侧万向装置7分别安装在对应的支臂8上,所述两侧支臂8之间通过连接板9相连,所述连接板9上设置有与外界调节丝杆(图中未示出)相配合的螺纹孔9. 1,通过连接板9在外界调节丝杆上的移动和万向装置7方位的调整,从而使探头盒I与被检测面紧密随动,在本实施例中,参见图3,所述万向装置7具有一壳体7. 1,所述壳体7. I内设有一端封闭的空腔7. I. I,所述空腔7. I. I的封闭端设置有万向压簧7. 2,所述万向压簧7. 2上设置有与其抵接配合的万向球7. 3,所述壳体7. I两侧分别设置有万向接轴7. 4和固定臂7. 5,所述万向接轴7. 4 一端穿过壳体7. I侧壁上的直槽与万向球7. 3相连,万向接轴7. 4另一端与探头盒I上的侧孔(图中未示出)活动连接,所述固定臂7. 5与支臂8上的安装孔活动连接,这种结构可以使得探头盒I能根据被检测面的弧面自动调整位置,使超声波探头2能与轨腰检测面紧密配合,从而减少漏探率和误探率;所述支臂8呈“L”型;所述外界调节丝杆为轨腰起落架上下调节丝杆。检测前,先将本发明紧密随动式超声波探伤装置离线组装好,然后,通过探头盒I两侧两个支臂8之间的连接板9上的螺纹孔9. 1,将整套紧密随动式超声波探伤装置装配到外界调节丝杠上,并将信号线5与超声波探伤仪相连,水嘴4与供水装置相接。接着,通过样轨(图中未示出)的测试来调节紧密随动式超声波探伤装置的灵敏度开始向出水槽3供水,通过粗调(即调整外界调节丝杆)和精调(即调节探头盒I上的调节螺栓14),使探头盒I上的三个超声波探头2分别对准样轨上的人工缺陷,并获得最佳缺陷反射波,最后按规定调整好超声波探头2的灵敏度。所有工作准备完毕后,整套紧密随动式超声波探伤装置便可投入使用。使用过程中,因该装置在支臂8与探头盒I之间设置有万向装置7,万向装置7中设置有万向压簧7. 2,所述万向压簧7. 2可确保探头盒I与轨腰检测面能始终保持紧密接触。同时,万向装置7中还设置有一个万向球7. 3,万向接轴7. 4既可在万向球7. 3中转动,又可随万向球7. 3及万向压簧7. 2前后移动,故检测时,探头盒I能根据被检测面的弧面自动调整位置,使得任何情况下超声波探头2都能与被检测面紧密配合随动,减少超声波探 头2与被检测面之间的不合理间隙,减少漏判率和误判率。
权利要求
1.一种紧密随动式超声波探伤装置,包括探头盒(1),所述探头盒(I)的前端设置有至少一个超声波探头(2),所述超声波探头(2)通过信号线(5)与超声波探伤仪相连,所述超声波探头(2)旁设置有出水槽(3),所述出水槽(3)通过水嘴(4)与供水装置相连,其特征在于所述探头盒(I)两侧分别与对应的万向装置(7)相连,所述两侧万向装置(7)分别安装在对应的支臂(8)上,所述两侧支臂(8)之间通过连接板(9)相连,所述连接板(9)上设置有与外界调节丝杆相配合的螺纹孔(9. 1),通过连接板(9)在外界调节丝杆上的移动和万向装置(7)方位的调整,从而使探头盒(I)与被检测面紧密随动。
2.根据权利要求I所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述探头盒(I)的顶部设置有一对可与外界起落架相连的拉簧(6)。
3.根据权利要求I所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述探头盒(I)的前端设置有与被检测面相耦合的耐磨面板(13),所述超声波探头(2)安装在耐磨面板(13)上。
4.根据权利要求I或2或3所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述万向装置(7)具有壳体(7. 1),所述壳体(7. I)内设有一端封闭的空腔(7. I. 1),所述空腔(7. I. I)的封闭端设置有万向压簧(7. 2),所述万向压簧(7. 2)上设置有与其抵接配合的万向球(7. 3);所述壳体(7. I)两侧分别设置有万向接轴(7. 4)和固定臂(7. 5),所述万向接轴(7. 4) 一端穿过壳体(7. I)侧壁上的直槽与万向球(7. 3)相连,所述万向接轴(7. 4)另一端与探头盒(I)上的侧孔活动连接,所述固定臂(7. 5)与支臂(8)上的安装孔活动连接。
5.根据权利要求I或2所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述超声波探头(2)设置有三个,其中第一个超声波探头(2. I)固定布置,第二个和第三个超声波探头(2. 2、2. 3)活动布置。
6.根据权利要求3所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述超声波探头(2)设置有三个,其中第一个超声波探头(2. I)固定布置,第二个和第三个超声波探头(2·2、2·3)活动布置。
7.根据权利要求6所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述耐磨面板(13)上开设有三个空腔(13. 1,13. 2,13. 3),其中第一个空腔(13. I)与第一个超声波探头(2. I)固定嵌置配合,第二个和第三个空腔(13. 2、13. 3)通过两侧的导轨(10)、滑块(11)分别与第二个和第三个超声波探头(2. 2,2. 3)活动嵌置配合,且第二个和第三个空腔(13. 2、13. 3)下端分别设置有与第二个和第三个超声波探头(2. 2,2. 3)底部抵接的压缩弹簧(12),第二个和第三个超声波探头(2. 2、2. 3)顶部分别设置有伸出耐磨面板(13)的调节螺栓(14)。
8.根据权利要求I或2或3所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述出水槽(3)呈倒L型截面结构,位于超声波探头(2)的顶部一侧。
9.根据权利要求4所述的紧密随动式紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述出水槽(3)呈倒L型截面结构,位于超声波探头(2)的顶部一侧。
10.根据权利要求6所述的紧密随动式超声波探伤装置,其特征在于所述出水槽(3)呈倒L型截面结构,位于超声波探头(2)的顶部一侧。
全文摘要
本发明公开了一种紧密随动式超声波探伤装置,包括探头盒,所述探头盒的前端设置有至少一个超声波探头,所述超声波探头通过信号线与超声波探伤仪相连,所述超声波探头旁设置有出水槽,所述出水槽通过水嘴与供水装置相连,所述探头盒两侧分别与对应的万向装置相连,所述两侧万向装置分别安装在对应的支臂上,所述两侧支臂之间通过连接板相连,所述连接板上设置有与外界调节丝杆相配合的螺纹孔,通过连接板在外界调节丝杆上的移动和万向装置方位的调整,从而使探头盒与被检测面紧密随动。本发明与待检轨腰面始终保持紧密随动、完全耦合、减少漏探和误探,可以广泛应用于重轨生产探测领域。
文档编号G01N29/275GK102928508SQ20121041312
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者张雪荣, 沙斌, 严开勇, 朱小忠, 万险峰, 陈燕才, 金勇 , 陈刚, 夏江涛, 周雪清, 张俊 申请人:武汉钢铁(集团)公司
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