专利名称：核电站超声波弧形探头的校准装置的制作方法
技术领域：
核电站超声波弧形探头的校准装置技术领域[0001]本实用新型涉及百万千瓦级核电站关键技术领域，尤其涉及一种核电站中用于检测汽轮机低压转子叶片的超声波圆弧形探头的校准装置。
背景技术：
[0002]核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂。为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原贝U，从设备、措施上提供多重保护，以确保核电站对反应堆的输出功率进行有效的控制，且能够在出现各种自然灾害，如地震、海嘯、洪水等，或人为产生的火灾、爆炸等，也能确保对反应堆燃料组件进行充分的冷却，进而保证放射性物质不发生向环境的排放。[0003]汽轮机低压转子是核电站重要的转动设备，担负着工质能量转换及扭矩传递的重任，低压转子处在高温工质中，并以高速旋转，因此承受着叶片、叶轮、主轴本身质量离心力所引起的巨大应力以及由于温度分布不均匀引起的热应力，故而转子要有很高的强度和均匀的质量，以保证它能安全、可靠地工作。但是，核电站在长期运行过程中，高速旋转的过程可能导致叶片叶根裂纹的产生，从而影响到低压转子的安全运行。[0004]针对上述汽轮机转子叶片运行状况，国内外在汽轮机叶片叶根检测方面做了大量的研究工作，其中采用最为广泛和有效的检测方法为超声检测，通过对叶片叶根进行现场超声检测，可根据叶片叶根缺陷信号，来判断转子叶片叶根应用状况，以保证核电站汽轮机安全、可靠运行。[0005]超声波无损检测在许多工业领域中的产品质量检测、设备安全性能检查等方面有着不可替代的重要作用。超声波检测的准确性直接影响到其检测性能的好坏，所以其被作为判断其检测质量好坏的一项重要指标。超声波检测一般通过一探头进行检测，超声波检测的准确性主要由探头的灵敏度决定，这样为确保超声波检测的准确性，检测前均需要对探头进行校准。[0006]超声波圆弧形探头是一种专门用于超声检测低压转子末级叶片的探头，其通过对MARKI I型末级叶片叶根的扇形区域进行检查，实现了低压转子的原位检测，为转子的可靠性论证提供了较充分的检查数据。其作为一种新型探头，是通过专业超声波分析软件计算需要的技术参数制作而成的。但是，目前市场上并没有用于校准圆弧形探头灵敏度的校准装置，从而严重影响了圆弧形探头的灵敏度，从而大大降低了其检测的准确性。实用新型内容[0007]本实用新型的目的在于为克服现有技术的缺陷，提供了一种核电站超声波弧形探头的校准装置，其结构简单、操作简便、校准精确度高，且提高了圆弧形探头的灵敏度和检测准确度。[0008]本实用新型是这样实现的:一种核电站超声波弧形探头的校准装置，其包括试块主体，于所述试块主体 的顶部设有可供待校准探头对位及滑行的滑槽，并于所述滑槽的下方对应设有用于反射所述待校准探头传播波束的目标反射体。[0009]具体地，所述滑槽设有多个，所述目标反射体与所述滑槽的数量相同。[0010]更具体地，所述多个目标反射体到各自对应所述滑槽的距离各异。[0011]具体地，所述多个滑槽间隔设于所述试块主体的顶部。[0012]具体地，所述滑槽为与所述待校准探头头部匹配的圆弧槽。[0013]具体地,所述目标反射体包括多个反射单元,所述多个反射单元分别以各自对应的所述圆弧槽的圆心为中心进行阵列布置。[0014]具体地，同一所述目标反射体中的任意两相邻所述反射单元与所述圆弧槽的圆心的夹角角度相同。[0015]具体地，所述反射单元的阵列为扇形圆周阵列。[0016]具体地，所述反射单元为横向贯穿所述试块主体的通孔。[0017]具体地，所述反射单元为横向设于所述试块主体上的槽。[0018]本实用新型提供的超声波圆弧形探头的校准装置，其通过在试块主体的顶部设置滑槽，并使待校准的探头贴合滑槽的壁面对位并进行滑行，这样一方面可达到对位时支撑待校准探头的目的；另一方面提供了可供待校准探头滑行的轨道；同时，于滑槽下方对应设置目标反射体，可以理解地，待校准探头可在滑槽内滑行，当然也可在滑槽内任一位置进行一定角度范围内的转动，这样通过转动可使待校准探头的波束能够经过目标反射体，目标反射体将波束信号反馈回待校准探头，这样便可通过反馈回来的波束信号进行判断、校准该待校准探 头，从而达到校准待校准探头的目的，其结构简单、操作简便、校准精确度高，同时，通过对待校准探头的校准，大大提高了超声波圆弧形探头的灵敏度和检测准确度；进一步地，其适用于圆弧常规探头和弧面相控阵探头，使用范围广，发展前景大。
[0019]图1是本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置的立体图；[0020]图2是本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置的主视图；[0021]图3是本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置的左视图；[0022]图4是本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置的俯视图；[0023]图5是本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置的仰视图。
具体实施方式
[0024]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0025]本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置，其适用的探头可为弧面常规探头也可为弧面相控阵探头，当然了也可以适用于其它类型的探头，根据具体探头形状设置滑槽11的形状即可，其适用范围广泛，校准精度高。[0026]如图f图5所示，本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置，其包括试块主体1，于所述试块主体I的顶部设有可供待校准探头(图中未视出)对位及滑行的滑槽11，并于所述滑槽11的下方对应设有用于反射所述待校准探头传播波束的目标反射体12。其通过在试块主体I的顶部设置滑槽11，并使待校准的探头贴合滑槽11的壁面对位且可沿其壁面滑行，这样一方面可达到对位支撑待校准探头的目的；另一方面提供了可供待校准探头滑行的轨道；同时，于滑槽11下方对应设置目标反射体12，以用于容许滑槽11上的待校准探头的传播波束能够经过目标反射体12，而目标反射体12会反射待校准探头的传播波束，从而达到将波束信号反馈回待校准探头的目的。本实用新型实施例提供的核电站超声波弧形探头的校准装置主要是利用目标反射体12反射待校准探头的传播波束的，并将反射回的传播波束信号作为分析、校准待校准探头灵敏度的基准，其结构简单、操作简便、校准精确度高，通过对待校准探头的校准大大提高了超声波圆弧形探头的灵敏度和检测准确度。[0027]本实用新型在应用于核电站汽轮机低压转子末级叶片扇形区的检测中，能够进行DAC和TCG的校准以及相控角度灵敏度的校准，提高检测准确率。[0028]具体地，如图f图3所示，所述滑槽11设有多个，所述目标反射体12与所述滑槽11的数量相同。具体校准时，将待校准探头分别放置于不同的滑槽11内进行校准，可以理解地，不同的滑槽11下方的目标反射体12用于对不同范围的波束进行波束信号反馈，通过综合不同范围的波束信号进行校准探头，以使待校准探头的不同范围的检测均是比较准确的，从而达到提高校准精确度的目的。具体设计时，滑槽11的数量可根据具体应用场合的需要进行设计，在满足校准精度的前提下尽量减少滑槽11的数量，以减小试块主体I的体积和降低生产成本。作为本实用新型的一较优方案，滑槽11和目标反射体12的数量均设为3个。[0029]更具体地，如图1和图2所示，所述多个目标反射体12的深度不同(即多个目标反射体12到各自对应滑槽11的距离各不相同)，可以理解地，通过设置不同深度的目标反射体12，达到反馈不同范围的波束信号的目的，这样设置合理、易于实现。具体设计时，各目标反射体12的深度根据具体应用场合进行设计。[0030]具体地，如图f图3所示，所述多个滑槽11间隔设于所述试块主体I的顶部，这样可有效防止相邻目标反射体12之间的干扰，以提高校准的准确度。具体设计时，相邻滑槽11之间的间距根据具体情况进行设计。[0031]具体地，如图1和图2所示，所述滑槽11为与所述待校准探头头部匹配的圆弧槽，圆弧槽的设置合理，一方面由于待校准探头的表面为圆弧形，这样圆弧槽的设置可方便与待校准探头的贴合配合， 另一方面由于圆弧面具有光滑连续性，这样可方便待校准探头的滑动与转动。[0032]具体地,如图1和图2所示,所述目标反射体12包括多个反射单元121,多个反射单元121分别以各自对应的所述圆弧槽的圆心为中心进行阵列布置，阵列式的布置用于合理布置每个反射单元121的位置，这样可使反射单元121在预定的位置反馈待校准探头的传播波束。可以理解地，每个反射单元121在滑槽11内的最佳照射位置只有一个，而待校准探头在滑槽11内滑行主要是为了在滑槽11内寻求与其对应目标反射体12的各反射单元反射单元121的最佳照射位置，寻求到最佳位置后，可通过转动待校准探头，以使其转动到接收的反馈信号最强的角度位置。这样记录各个反射单元121反馈回的波束信号。可以理解地，由于同一目标反射体12的各反射单元121到与其对应的滑槽11的距离相同，所以同一目标反射体12的各反射单元121反射回的波束信号应该基本相同，如果波束信号相差太大，一方面有可能是试块主体I本身的缺陷问题引起，这一疑问可通过检查试块主体I以进行排解；另一方面有可能是人为控制失误造成，这一疑问可通过重新操作试验以进行排解。当然，波束信号越强，表明待校准探头的检测越准确，而为了确保待校准探头校准的准确性，通常取同一目标反射体12的各反射单元121中波束反馈信号最弱的一波束信号为该深度下待校准探头的波束信号校准基准。将各深度下待校准探头波束信号校准基准均确定后，再综合各深度的基准值进行校准待校准探头，这样校准的探头就比较准确了。[0033]更具体地,如图2所示，同一所述目标反射体12中的任意两相邻所述反射单元121与所述圆弧槽的圆心的夹角角度相同，这样可使反射单元121的布置比较均匀，从而使待校准探头在滑槽11内滑行时比较方便寻求与其对应目标反射体12的各反射单元12的最佳照射位置。[0034]具体地，如图1和图2所示，所述反射单元121的阵列为扇形圆周阵列，这样主要是模仿待校准探头具体工作时扫检的扇形区域进行设计的，以使校准过程的场合更贴近待校准探头具体工作时的场合，以达到通过校准提高待校准探头具体工作中检测的准确度。[0035]具体地，如图1和图2所示，所述反射单元121为横向贯穿所述试块主体I的通孔；或者所述反射单元为121横向设于所述试块主体上的槽。可以理解地，待校准探头具体工作中主要是通过滑行检测待检设备缺陷的，而缺陷的形式大都为裂纹或缺损，而通孔或槽的设置就是模仿缺陷的的反射原理设置的，即通孔或槽对波束的反射主要是利用波束在不同介质表面的反射形成的。可以理解地，探头在滑槽11上发出的波束在试块主体I内传播，其传播介质为试块主体I的材质，而传播到通孔或槽时，其传播介质由试块主体I的材质改变为通孔或槽内的空气，而我们知道的，波束在不同介质面的传播会产生反射，这样便可达到通过通孔或槽反射待校准探头光束的目的。当然了，反射单元121也可以是其它形式的反射体，可根据具体情况进行设计。[0036]本实用新型实施例提供的超声波圆弧形探头的校准装置，其具体校准过程为:将待校准探头放置于任一个滑槽11内的一侧，然后开始向滑槽11的另一侧缓慢滑行，当滑行过程中待校准探头接收到一反馈信号时，可以表明该位置为该滑槽11对应的目标反射体的一个反射单元121的最佳照射位置，所以停止待校准探头的滑行；并在该位置转动待校准探头的角度，以寻求该位置处接收到最强的波束反馈信号，然后将其记录下来；接着继续滑行待校准探头，进入下一反射单元121的波束反馈信号收集；直到收集完该滑槽11对应的目标反射体12的所有反 射单元121的波束反馈信号，并从所有反射单元121的波束反馈信号中选择一最小值作为该深度下待校准探头校准的基准，这样便取得了待校准探头在一个深度下的校准基准；接着将待校准探头放置到另一滑槽11内以进行另一深度下校准基准的提取，直到提取完所有滑槽11对应深度下校准基准的提取，然后综合所有深度下的校准基准进行校准待校准探头的灵敏度，这样校准的探头灵敏度高，大大提高了超声波圆弧形探头的检测准确度。[0037]本实用新型实施例提供的超声波圆弧形探头的校准装置，提高了圆弧形探头的灵敏度和检测准确度，弥补了弧面探头校准的空白，发展前景大。[0038]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:包括试块主体，于所述试块主体的顶部设有可供待校准探头对位及滑行的滑槽，并于所述滑槽的下方对应设有用于反射所述待校准探头传播波束的目标反射体。
2.根据权利要求1所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述滑槽设有多个，所述目标反射体与所述滑槽的数量相同。
3.根据权利要求2所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述多个目标反射体到各自对应所述滑槽的距离各异。
4.根据权利要求2所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述多个滑槽间隔设于所述试块主体的顶部。
5.根据权利要求1至4任一项所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述滑槽为与所述待校准探头头部匹配的圆弧槽。
6.根据权利要求5所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述目标反射体包括多个反射单元，所述多个反射单元分别以各自对应的所述圆弧槽的圆心为中心进行阵列布置。
7.根据权利要求6所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:同一所述目标反射体中的任意两相邻所述反射单元与所述圆弧槽的圆心的夹角角度相同。
8.根据权利要求6或7所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述反射单元的阵列为扇形圆周阵列。
9.根据权利要求6或7所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述反射单元为横向贯穿所述试块主体的通孔。
10.根据权利要求6或7所述的核电站超声波弧形探头的校准装置，其特征在于:所述反射单元为横向设于所述试 块主体上的槽。
专利摘要本实用新型涉及百万千瓦级核电站关键技术领域，尤其涉及一种核电站超声波弧形探头的校准装置，包括试块主体，于试块主体的顶部设有可供待校准探头对位及滑行的滑槽，并于滑槽的下方对应设有用于反射待校准探头传播波束的目标反射体。其通过在试块主体的顶部设置滑槽，提供了可供待校准探头滑行的轨道；同时，于滑槽下方对应设置目标反射体，目标反射体将波束信号反馈回待校准探头，这样便可通过反馈回的波束信号进行判断、校准该待校准探头，从而达到校准待校准探头的目的，其结构简单、操作简便、校准精确度高，大大提高了超声波圆弧形探头的灵敏度和检测准确度；进一步地，其适用于圆弧常规探头和弧面相控阵探头，使用范围广，发展前景大。
文档编号G01N29/30GK203117172SQ20122059698
公开日2013年8月7日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者范岩成, 吴宇坤, 王琪, 王玉来, 李志军 申请人:中国广东核电集团有限公司, 大亚湾核电运营管理有限责任公司, 北京欧宁航宇检测技术有限公司