一种轮式超声检测装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统中检测技术领域，更具体地说，尤其应用于风力发电机叶片检测的一种轮式超声检测装置。

背景技术：

随着新能源风力发电技术的发展，风力发电机叶片制造加工企业对焊接的检测要求越来越高，为降低工业事故及工序瑕疵所带来的潜在各类风险，使用中叶片寿命及可靠性的监测，对造价成本高昂、结构复杂、外形巨大的风力发电机叶片进行质量检测是重要工序之一。超声检测作为工业质量检测手段之一应用广泛；传统的风力发电叶片焊接检测需多人才能完成，一人负责扫查检测，另一人负责携同主机超声探伤检测信号的查看和判别，相互协调才能操作，检测效率不高。主机和超声探头通过电缆线完成数据传输，在所检叶片种类形状增加的情况下，缆线的布置根据待检叶片大小、外形来配置缆线长度，使得缆线的布置会变得复杂，电缆线配置过长会导致读取速度慢，信号衰减明显，作业时还会发生缠绕导致作业难度增加，此外电缆线过长也会使包装、运输不方便，易导致数据线折弯角度过大出现内部铜线断裂、损伤、损坏等情况。

此外，传统的焊接工艺超声检测需人工判别检测信号，以确认焊接质量是否存在漏焊、焊接处是否腐蚀开裂等相关问题，检测时需人工压紧超声检测探头确保超声检测探头和叶片耦合紧密，对于悬挂在高空中的作业人员来说无处借力导致内凹曲面检测时耦合困难，检测信息容易失真；由此，如何提高超声检测装置在携带、运输、包装、检测等情况下的方便性和可靠性是超声检测开发者和使用者比较关心的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种操作简单，高度集成化，组装携带方便的轮式超声检测装置。

本实用新型采用的技术方案是轮式超声检测装置，包括超声检测模块、无线发射模块、无线接收模块和主机，超声检测模块通过设置在其上的无线发射模块和无线接收模块与主机连接；所述超声检测模块包括轮式超声探头、定位部、手执部、控制部和编码器，轮式超声探头设置在定位部前端，手执部设置在定位部上方，手执部一端连接控制部；编码器分别设置在轮式超声探头和定位部上，编码器与控制部电连接。

所述轮式超声探头包括声学聚合物轮、探头组件和轴承；所述探头组件包括探头轴、陶瓷压电晶片、背材吸音层、柔性线路板和电缆线，陶瓷压电晶片通过背材吸音层和柔性线路板设置在探头轴前端上，探头轴后端外接电缆线；声学聚合物轮通过轴承设置在探头组件外部；声学聚合物轮与探头组件形成密封型腔。

所述声学聚合物轮还设置有进水螺母和排气螺母，所述型腔连接进水螺母和排气螺母。

所述进水螺母和排气螺母上开设通孔。

还包括水路处端盖、骨架密封和电缆处端盖，水路处端盖通过骨架密封设置在声学聚合物轮前端，进水螺母和排气螺母设置在水路处端盖上，电缆处端盖设置在声学聚合物轮的后端。

所述定位部包括支撑架、定位轮、定位轮锁紧装置、握柄支架、握柄和包胶轮；定位轮及定位轮锁紧装置设置在支撑架上，握柄通过握柄支架设置在支撑架上方；支撑架上还设置有包胶轮。

所述握柄支架为单/双握柄支架，外部还设置有护线套。

所述控制部包括控制支架、激光笔、锁定螺钉、按钮和指示灯；激光笔通过锁定螺钉设置在控制支架上，控制支架上还设置有按钮和指示灯。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型声学聚合物轮通过轴承设置在探头组件外部形成密封型腔，以水做耦合剂通过进水螺母装水，有效确保野外作业采取便捷。

本实用新型通过控制部设置的指示灯指示非达标检测信号，通过设置的激光笔指示检测路径，与轮式超声探头、编码器组合完成的自动识别报警提醒功能，大大减轻了对工作人员技能的要求，以及对漏焊、腐蚀、开裂辨别难度的提高。

本实用新型通过定位部设置的包胶轮对锁定定位轮起到辅助滚动扫查的作用，保证定位部调节声学聚合物轮的耦合面积，有效解决了因内凹曲面检测无处借力时超声探头装置和叶片耦合的不紧密，降低信息失真率，同时也提高了超声检测中的便捷性和实用性。

本实用新型通过对手执部握柄支架采用的分体结构设计，对单/双握柄的互换使用，提高了不同环境下作业的便捷性。

综上所述，本实用新型操作简单、高度集成化、组装和携带方便，无线远程传输的高空单人作业方式，更利于远程地面查看检测信息，大大提高了超声检测装置在携带、运输、包装、检测等情况下的方便性和可靠性。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型轮式超声检测装置示意图。

图2是本实用新型轮式超声探头剖视图。

图3是本实用新型轮式超声装置中手执部右视图。

图4是本实用新型轮式超声装置中手执部结构示意图。

图5是本实用新型轮式超声装置中控制部俯视图。

图6是本实用新型轮式超声装置中控制部结构示意图。

图7是本实用新型轮式超声装置中编码器结构示意图。

图8是本实用新型轮式超声检测装置的无线传输发射模块、接收模块结构示意图。

附图标记：1、轮式超声探头；2、定位部；3、手执部；4、控制部；5、编码器；6、无线发射模块；7、角度调节装置；8、无线发射模块指示灯；

1-1、进水螺母，1-2、骨架密封，1-3、轴承，1-4、探头轴，1-5、卡环，1-6、排气螺母，1-7、水路处端盖，1-8、声学聚合物轮，1-9、压电陶瓷晶片，1-10、背材，1-11、柔性fpc，1-12、固定内板，1-13、线缆测端盖，1-14、护套，1-15、电缆线，1-16、型腔；

2-1、支撑架，2-2、定位轮，2-3、握柄，2-4、握柄支架，2-5、定位轮锁紧装置，2-6、定位轮锁紧手柄，2-7、护线套，2-8、包胶轮；

3-1、锁定螺钉，3-2、指示灯，3-3、启动按钮，3-4、记录按钮，3-5、激光笔。

具体实施方式

参阅附图，本实用新型的轮式超声检测装置，包括超声检测模块、无线发射模块、无线接收模块6和主机，超声检测模块通过设置在其上的无线发射模块和无线接收模块与主机连接；所述超声检测模块包括轮式超声探头1、定位部2、手执部3、控制部4和编码器5，轮式超声探头1设置在定位部2前端，手执部3设置在定位部2上方，手执部3一端连接控制部4；编码器5分别设置在轮式超声探头1和定位部2且与控制部4电连接。

本实用新型的轮式超声探头1，包括声学聚合物轮1-8、探头组件、轴承1-3、进水螺母1-1和排气螺母1-6，声学聚合物轮1-8通过轴承1-3设置在探头组件外部形成密封型腔1-16。其中，声学聚合物轮1-8采用硅胶等弹性材料，可以是透明或不透明的材料。

本实用新型所述声学聚合物轮上还设置有进水螺母1-1和排气螺母1-6，所述型腔1-16连接进水螺母1-1和排气螺母1-6。

本实用新型所述进水螺母1-1和排气螺母1-6上开设通孔。所述进水螺母1-1上开设通孔，进水螺母1-1前端设置压紧鸭嘴阀，排气螺母1-6处还设置有o型圈压紧密封。

本实用新型所述探头组件包括探头轴1-4、陶瓷压电晶片1-9、背材吸音层1-10、柔性线路板1-11；陶瓷压电晶片1-9通过背材吸音层1-10和柔性线路板1-11设置在探头轴1-4前端上，探头轴1-4后端外接电缆线1-15。陶瓷压电晶片1-9粘合背衬材料通过与电缆线1-15连接组成超声探头芯部，探头轴1-4前端灌封柔性线路板1-11组成超声探头。参见图2所示，所述陶瓷压电晶片1-9可以为单晶晶片，双晶晶片，线阵晶片，面阵晶片。

本实用新型所述柔性线路板1-11：是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

本实用新型所述背材吸音层1-10，是在探头所用的陶瓷压电晶片1-9辐射面背后的一面上粘接的吸声块，由多种材料混合而成，目的是吸收背面的无用声波，从而改善脉冲响应。

作为进一步的改进，本实用新型所述轮式超声探头1还包括设置在探头轴1-4上的角度调节装置7。所述角度调节装置7起到调节轮式超声探头1探伤角度的作用。

进一步的，还包括水路处端盖1-7、骨架密封1-2和电缆处端盖1-13，水路处端盖1-7通过骨架密封1-2设置在声学聚合物轮1-8前端，进水螺母1-1和排气螺母1-6设置在水路处端盖1-7上，电缆处端盖1-13设置在声学聚合物轮1-8的后端。所述水路处端盖1-7和骨架密封1-2可防止耦合剂外泄以确保耦合的可靠性。

本实用新型中端盖包括水路处端盖1-13和电缆处端盖1-7，都是通过轴承1-3固定，材料是采用透明pc材质，方便观察硅胶内充水情况，两处端盖和声学聚合物轮1-8、探头轴1-4、骨架密封1-2形成密闭型腔1-16。

进一步的，本实用新型轮式超声探头1所述轴承1-3处还设置有卡环1-5。所述外接电缆线1-15处还设置有护套1-14。卡环1-5在轮式超声探头1通过轴承1-3滚动时起到保护的作用，护套1-14有效保护电缆连接端。

进一步的，本实用新型所述轴承1-3处还设置有编码器（图中未标注）。

作为进一步的改进，本实用新型所述定位部2包括支撑架2-1、定位轮2-2、定位轮锁紧装置2-5、握柄支架2-4、握柄2-3和包胶轮2-8；所述定位轮2-2及定位轮锁紧装置2-5设置在支撑架2-1上，所述握柄2-3通过握柄支架2-4设置在支撑架2-1上方；所述支撑架2-1上还设置有包胶轮2-8。

作为进一步的改进，本实用新型所述包胶轮为磁化包胶轮2-8。本实用新型设置包胶轮2-8是为了保证定位装置的定位及辅助轮式超声探头1的滚动作用，磁化处理后，更进一步的加强了定位、滚动的作用，同时还进一步加强了轮式超声探头1与被检测物之间的耦合的作用。

进一步的，本实用新型所述定位轮锁紧装置2-5还包括定位轮锁紧手柄2-6。

作为进一步的改进，本实用新型定位部2所述握柄支架2-4为单/双握柄支架，外部还设置有护线套2-7。本实用新型通过对手执部3握柄支架2-4采用的分体结构设计，对单/双握柄的互换使用，提高了不同环境下作业的便捷性。

作为进一步的改进，本实用新型所述控制部4包括控制支架、激光笔3-5、锁定螺钉3-1、按钮和指示灯3-2；激光笔3-5通过锁定螺钉3-1设置在控制支架上；控制支架上还设置有按钮和指示灯3-2；所述按钮分为启动按钮3-3和记录按钮3-4。

本实用新型所述压电陶瓷晶片1-9通过背材1-10和柔性fpc1-11设置在探头轴1-4上，探头轴1-4外接电缆线1-15；所述声学聚合物轮1-8通过轴承1-3设置在探头轴1-4外部，内部还设置有固定内板1-12，在探头轴1-4和声学聚合物轮1-8之间形成密闭空间，所述声学聚合轮端部还设置了进水螺母1-1和排气螺母1-6，所述进水螺母1-1和排气螺母1-6处还设置水路处端盖1-7和骨架密封1-2，其后端设置线缆测端盖1-13对密闭空间进一步密封；轮式超声探头1的进水螺母1-1单向充水，排气螺母1-6外排空气后锁紧密封；探头轴1-4上的角度调节装置7调节轮式超声探头1探伤角度；所述轮式超声探头1装配到定位部2的支撑架2-1前端；所述定位部2的定位轮锁紧装置2-5调节定位轮2-2高度间接调节轮式超声探头1的耦合；所述控制部4装夹在定位部2的握柄2-3上；启动控制部4的启动按钮3-3控制驱动给轮式超声探头1提供驱动，当轮式超声探头1扫查时再开启记录按钮3-4，编码器5随即旋转、读取、记录探伤检测位置。

本实用新型所述轮式超声探头装置启动后初始化，完成初始化后开启无线远程传输发射模块，主机等待连接请求并做出响应，本实用新型所述轮式超声探头1进行扫查，所述无线传输发射模块中数据采集器采集超声回波信号，所述无线发射模块6中模数转换器将轮式超声探头装置扫查结果的超声信号转换成数字信号，收集到的数字信息经cpu信息处理器输出一定大小的可调电压，无线射频把数字信号转换成射频信号，为获得更远的传输距离；作为进一步的优选，所述可编程增益放大器放大射频信号，天线同主板电路匹配，最后通过天线将所述轮式超声探头装置的检测信号辐射空中；所述无线传输接收模块的天线接到无线发射模块6发射出来的射频信号，针对特定频率的信号进行采集，数模转换器将射频信号转换为数字信号，采集的空中信号薄弱，经增益放大器放大信号，按照与主机约定的协议格式进行图像数据解析并由存储芯片并进行存储，辨别芯片对检测信息进行自动识别，对漏焊、裂缝信息以射频信号反馈至所述无线传输发射模上的无线发射模块指示灯3-2闪烁及电信号发送至主机弹窗报警提醒并记录，超声检测信号集成显示在主机或移动设备app。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型声学聚合物轮1-8通过轴承1-3设置在探头组件外部形成密封型腔1-16，以水做耦合剂通过进水螺母1-1装水，有效确保野外作业采取便捷。

本实用新型通过控制部4设置的指示灯3-2指示非达标检测信号，通过设置的激光笔3-5指示检测路径，与轮式超声探头1、编码器5组合完成的自动识别报警提醒功能，大大减轻了对工作人员技能的要求，以及对漏焊、腐蚀、开裂辨别难度的提高。

本实用新型通过定位部2设置的包胶轮2-8对锁定定位轮2-2起到辅助滚动扫查的作用，保证定位部2调节声学聚合物轮1-8的耦合面积，有效解决了因内凹曲面检测无处借力时超声探头装置和叶片耦合的不紧密，降低信息失真率，同时也提高了超声检测中的便捷性和实用性；

本实用新型通过对手执部3握柄支架2-4采用的分体结构设计，对单/双握柄的互换使用，提高了不同环境下作业的便捷性。

综上所述，本实用新型操作简单、高度集成化、组装和携带方便，无线远程传输的高空单人作业方式，更利于远程地面查看检测信息，大大提高了超声检测装置在携带、运输、包装、检测等情况下的方便性和可靠性。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。