用于锚具检测的超声相控阵探头楔块及其优化方法与流程

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块及其优化方法。

背景技术：

锚具是桥梁体系中起支撑作用的重要构件，起到连接桥梁上、下部结构的作用，用于连接桥面结构和拉索结构。由于超声相控阵方法具有更高的检测效率、缺陷检出率及可靠性，因此常用超声相控阵对锚具进行无损检测。锚具的形状一般为圆柱形或圆锥形，是典型的厚壁曲率构件，采用普通超声相控阵探头平面斜楔块，如图1，即探头楔块的安装面与楔块与工件的接触面之间有一定的夹角，斜楔块与工件的接触面为平面，而工件的表面为曲面，探头楔块与工件之间的间隙用耦合剂填充，由于耦合面各处的间隙不同对探头与工件之间的耦合存在一定的影响，降低超声相控阵仪器灵敏度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块及其优化方法，有效地改善探头与待检工件之间的耦合效果，提高检测灵敏度。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块，它有轴向检测弧面斜楔块和周向检测弧面斜楔块两种结构；

所述轴向检测弧面斜楔块与待检锚具的接触面为弧面，所述轴向检测弧面斜楔块的弧面沿待检锚具周向内凹，所述轴向检测弧面斜楔块的弧面曲率与待检锚具的接触面的弧面曲率相同；所述周向检测弧面斜楔块与待检锚具的接触面为弧面，所述周向检测弧面斜楔块的弧面沿待检锚具轴向内凹，所述周向检测弧面斜楔块的弧面曲率与待检锚具的接触面的弧面曲率相同。

一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块的优化方法，将探头楔块与待检锚具的接触面设计为不同曲率、不同内凹方向的两种弧面斜楔块：轴向检测弧面斜楔块和周向检测弧面斜楔块；超声相控阵使用轴向检测弧面斜楔块，沿待检锚具方向周向放置，检测待检锚具工件内部缺陷和轴向裂纹；使用周向检测弧面斜楔块，沿待检锚具方向轴向放置，检测待检锚具工件内部缺陷和周向裂纹。

一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块的优化方法，所述两种弧面斜楔块与待检锚具的接触面为弧面，且两者接触面的弧面曲率相同，所述轴向检测弧面斜楔块的弧面沿待检锚具周向内凹，所述周向检测弧面斜楔块的弧面沿待检锚具轴向内凹。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明使探头楔块与工件的接触面是圆弧面，可减小耦合面中各处的差异性，有效地改善探头与待检工件之间的耦合效果，提高检测灵敏度。轴向检测弧面斜楔块弧面曲率与待检锚具工件的接触面弧面曲率相同，弧面沿待检锚具工件周向内凹，轴向检测弧面斜楔块对待检锚具工件内部缺陷和轴向裂纹较敏感；周向检测弧面斜楔块弧面曲率与待检锚具工件的接触面弧面曲率相同，弧面沿待检锚具工件轴向内凹，周向检测弧面斜楔块对待检锚具工件内部缺陷和周向裂纹较敏感。

附图说明

图1为现有的探头平面斜楔块的结构示意图。

图2为本发明的轴向检测弧面斜楔块的检测示意图。

图3为本发明的周向检测弧面斜楔块的检测示意图。

其中：

待检锚具1、轴向检测弧面斜楔块2、周向检测弧面斜楔块3。

具体实施方式

实施例1：

参见图2-3，本发明涉及的一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块，它有轴向检测弧面斜楔块2和周向检测弧面斜楔块3两种结构。

所述轴向检测弧面斜楔块2与待检锚具1的接触面为弧面，所述轴向检测弧面斜楔块2的弧面沿待检锚具1周向内凹，所述轴向检测弧面斜楔块2的弧面曲率与待检锚具1的接触面的弧面曲率相同，所述轴向检测弧面斜楔块2对待检锚具1内部缺陷和轴向裂纹较敏感。

所述周向检测弧面斜楔块3与待检锚具1的接触面为弧面，所述周向检测弧面斜楔块3的弧面沿待检锚具1轴向内凹，所述周向检测弧面斜楔块3的弧面曲率与待检锚具1的接触面的弧面曲率相同，所述周向检测弧面斜楔块3对待检锚具1内部缺陷和周向裂纹较敏感。

本发明涉及的一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块的优化方法，在探头平面斜楔块的基础上，将探头楔块与待检锚具1的接触面设计为不同曲率、不同内凹方向的两种弧面斜楔块：轴向检测弧面斜楔块2和周向检测弧面斜楔块3。

所述两种弧面斜楔块与待检锚具1的接触面为弧面，且两者接触面的弧面曲率相同，所述轴向检测弧面斜楔块2的弧面沿待检锚具1周向内凹，所述周向检测弧面斜楔块3的弧面沿待检锚具1轴向内凹。

超声相控阵使用轴向检测弧面斜楔块2，沿待检锚具1方向周向放置，可以更灵敏的检测出待检锚具工件内部缺陷和轴向裂纹；使用周向检测弧面斜楔块3，沿待检锚具1方向轴向放置，可以更灵敏的检测出待检锚具工件内部缺陷和周向裂纹。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及的一种用于锚具检测的超声相控阵探头楔块及其优化方法，将探头楔块与待检锚具的接触面设计为不同曲率、不同内凹方向的两种弧面斜楔块：轴向检测弧面斜楔块和周向检测弧面斜楔块；超声相控阵使用轴向检测弧面斜楔块，沿待检锚具方向周向放置，检测待检锚具工件内部缺陷和轴向裂纹；使用周向检测弧面斜楔块，沿待检锚具方向轴向放置，检测待检锚具工件内部缺陷和周向裂纹。本发明使探头楔块与工件的接触面是圆弧面，可减小耦合面中各处的差异性，有效地改善探头与待检工件之间的耦合效果，提高检测灵敏度。

技术研发人员：韦庆冬;李冰;冯传宝;魏洪山;徐堃;吕大财;陈川斌;朱飞;孙文;孙杰;郭建斌
受保护的技术使用者：江苏法尔胜材料分析测试有限公司;中国铁路上海局集团有限公司
技术研发日：2019.03.12
技术公布日：2019.06.14