新型龙门架超声检测系统及探靴装置的制作方法

1.本实用新型涉及无损探伤技术领域，更具体地说，特别涉及一种新型龙门架超声检测系统以及一种新型龙门架超声检测系统探靴装置。


背景技术：

2.在使用超声波对钢材(板材或者棒材)进行探伤时，需要使用水作为耦合剂，传统的做法是对钢材表面进行大面积的洒水操作，然后再使用手持探伤头在钢材表面进行探伤操作。这种方式不仅探伤效率低，还会造成水资源的浪费，以及消耗大量的人力资源。
3.为了提高超声波探伤效率，在现有技术中提出了一种相控阵超声探伤系统，在该系统中，探伤头安装在探靴上，探靴与钢材表面接触，通过供水系统向探靴提供水流作为耦合剂，这种相控阵超声探伤系统能够实现高机械化探伤操作，达到提高探伤效率的目的，同时，其仅仅在探伤头附近注水，还能够节约一定的水资源。
4.然而，相控阵超声探伤系统也存在一定的结构缺陷，例如，探靴在钢材表面行走时，钢材表面缺陷(例如不平整)会造成耦合水层不稳定，耦合水层不稳定(耦合水层发生波动)就会造成系统误报，降低了相控阵超声探伤系统使用的可靠性。


技术实现要素：

5.综上所述，如何解决相控阵超声探伤系统容易出现误报的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.本实用新型提供了一种新型龙门架超声检测系统探靴装置，用于安装到超声检测探头组件上，所述超声检测探头组件包括有水腔体。
8.所述新型龙门架超声检测系统探靴装置包括：
9.探靴主体，所述探靴主体的上侧面与所述超声检测探头组件连接，所述探靴主体上开设有贯穿所述探靴主体的上侧面和下侧面的通孔，所述通孔与所述水腔体连通；
10.隔水膜，设于所述探靴主体上，所述隔水膜封闭所述通孔，使所述水腔体和所述通孔形成用于承载耦合水的上层耦合水空间以及使得所述探靴主体的下侧空间形成下层耦合水空间，所述下层耦合水空间用于放置待检测工件，所述上层耦合水空间与所述下层耦合水空间形成超声波通道；
11.其中，所述隔水膜为允许超声波穿透的薄膜结构，所述超声检测探头组件产生的超声波经所述水腔体和所述通孔，穿过所述隔水膜进入所述下层耦合水空间内对待检测工件进行探伤。
12.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统探靴装置中，于所述探靴主体上设置有用于向所述下层耦合水空间供水的第一供水口。
13.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统探靴装置中，所述隔水膜为柔性的pvc透明软玻璃材料薄膜。
14.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统探靴装置中，自所述探靴主体的底面上相对的两侧向所述探靴主体的中部延伸形成有倾斜向上的斜面结构，于所述探靴主体的两个斜面结构上各设置有一个耐磨条，两个所述耐磨条之间间隔设置并形成有用于耦合水流出的流出间隙，所述第一供水口与所述流出间隙相通；所述流出间隙透过所述隔水膜与所述超声波通道相通。
15.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统探靴装置中，于所述耐磨条用于与所述探靴主体接触的一侧面上开设有引导通孔，所述耐磨条设置于所述探靴主体上、所述引导通孔与所述流出间隙相通，所述第一供水口与所述引导通孔相通。
16.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统探靴装置中，所述引导通孔为长条状槽体结构，所述引导通孔的延伸方向与所述耐磨条的长度方向垂直，在同一个所述耐磨条上设置有多个所述引导通孔。
17.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统探靴装置中，所述引导通孔沿所述耐磨条的长度方向等间隔设置，全部的所述引导通孔平行设置。
18.本实用新型还提供了一种新型龙门架超声检测系统，包括有超声检测探头组件，所述超声检测探头组件包括有水腔体，该新型龙门架超声检测系统还包括有如上述的新型龙门架超声检测系统探靴装置。
19.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统中，所述超声检测探头组件包括有超声波探头，于所述水腔体的顶面开设有安装口，所述超声波探头设置于所述安装口上；所述新型龙门架超声检测系统探靴装置包括有探靴装置，所述探靴装置设置于所述水腔体的下侧，于所述探靴装置上设置有隔水膜，所述超声波探头与所述隔水膜间隔设置，所述超声波探头与所述隔水膜之间形成用于装载耦合水的上层耦合水空间，于所述水腔体上开设有与所述上层耦合水空间相通的第二供水口。
20.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统中，所述探靴装置包括探靴主体，沿所述探靴主体的长度方向，位于所述水腔体的两侧设置有安装翼板，所述水腔体与所述探靴主体之间气密性接触，所述水腔体通过所述安装翼板与所述探靴主体固定连接。
21.优选地，在本实用新型所提供的新型龙门架超声检测系统中，所述安装翼板与所述探靴主体通过螺栓固定连接。
22.本实用新型的有益效果如下：
23.本实用新型提供了一种新型龙门架超声检测系统探靴装置，用于安装到超声检测探头组件上。具体地，该新型龙门架超声检测系统探靴装置包括有探靴主体，探靴主体上开设通孔，通孔与水腔体之间连通。隔水膜设于探靴主体上，隔水膜封闭通孔，使水腔体和通孔形成承载耦合水的上层耦合水空间、探靴主体的下侧空间形成下层耦合水空间，下层耦合水空间用于放置待检测工件，上层耦合水空间与下层耦合水空间形成超声波通道。隔水膜为允许超声波穿透的薄膜结构，由隔水膜将通孔与探靴主体的下侧面进行分割、并使得隔水膜以上的超声波通道部分形成用于装载耦合水的独立腔体，既上层耦合水空间。通过上述结构设计，本实用新型在通孔上设置了隔水膜后，隔水膜上、下两层的耦合水就能够被隔水膜分隔开，隔水膜下层的耦合水与待检测材料的表面直接接触，隔水膜上层的耦合水与超声检测探头直接接触，如果待检测材料的表面存在缺陷，该缺陷所引起的耦合水(隔水
膜下层的耦合水)的波动就会被隔水膜阻挡无法传播到隔水膜上层的耦合水中，因此，与超声检测探头直接接触的耦合水始终为稳定状态，由于耦合水在检测过程中状态稳定性得到了大幅提升，这样就极大程度地降低了耦合水不稳定所引起的误报问题。
附图说明
24.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：
25.图1为本实用新型实施例中新型龙门架超声检测系统探靴装置部分结构拆分后的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例中探靴主体的结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例中探靴主体在仰视视角下的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例中耐磨条的结构示意图。
29.在图1至4中，部件名称与附图标记的对应关系为：
30.水腔体1、探靴主体2、通孔3、隔水膜4、第一供水口5、耐磨条6、流出间隙7、引导水槽8、超声波探头9、第二供水口10、安装翼板11。
具体实施方式
31.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
32.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
33.请参考图1至图4，其中，图1为本实用新型实施例中新型龙门架超声检测系统探靴装置部分结构拆分后的结构示意图；图2为本实用新型实施例中探靴主体的结构示意图；图3为本实用新型实施例中探靴主体在仰视视角下的结构示意图；图4为本实用新型实施例中耐磨条的结构示意图。
34.本实用新型提供了一种新型龙门架超声检测系统探靴装置，用于安装到超声检测探头组件上，从而使得超声检测探头组件能够在待检测材料上滑动，用以完成待检测材料的超声波探伤检测。
35.具体地，超声检测探头组件包括有水腔体1，水腔体1的大体形状近似于一个长方体或者正方体结构，水腔体1具有一个内腔室，用于装载耦合水。在水腔体1的顶面上开设有一个安装口，安装口的形状根据超声检测探头的轮廓形状进行设计，以使得超声检测探头
能够稳定、牢靠地安装到安装口上，超声检测探头的局部浸泡在耦合水中，能够在耦合水中向特定方向发出超声波以及接收返回声波，从而完成超声波探伤。
36.为了便于结构描述，在此限定：水腔体1开设有安装口用于安装超声检测探头的一侧面为水腔体1的顶面，水腔体1上与顶面相对的另一侧面为底面，在检测过程中，水腔体1的底面朝向(靠近)待检测材料设置。
37.具体地，新型龙门架超声检测系统探靴装置包括有探靴主体2，探靴主体2设置在水腔体1的底面上，在检测过程中，探靴主体2与待检测材料的表面接触，探靴主体2上开设有贯穿探靴主体2上侧面以及下侧面的通孔3，在使用状态下，通孔3是在竖直方向上贯穿探靴主体2，探靴主体2安装到水腔体1上，通孔3与水腔体1之间连通形成承载耦合水的上层耦合水空间。在探靴主体2上设置了隔水膜4，隔水膜4封闭通孔3，使水腔体1和通孔3 形成承载耦合水的上层耦合水空间、探靴主体2的下侧空间形成下层耦合水空间，下层耦合水空间用于放置待检测工件，上层耦合水空间与下层耦合水空间形成超声波通道，超声波通道用于超声波的通过，即超声检测探头所发出的超声波以及回声能够通过超声波通道进行传播实现对待检测工件的探伤。
38.探靴主体2的上侧面与超声检测探头组件连接，具体是与水腔体1的底面连接，该连接形式为气密性相抵接触，这样可以避免通孔3以及水腔体1 内的耦合水泄露，探靴主体2的下侧面则用于与待检测工件的表面接触。
39.为了避免待检测材料表面缺陷而使得耦合水波动进而造成误报的问题出现，本实用新型基于上述设计，特别提出了如下结构优化：于探靴主体2上设置有用于覆盖通孔3的隔水膜4，探靴主体2具有一定的厚度，因此，通孔3也具有一定的高度，隔水膜4设置在探靴主体2上，用于覆盖通孔3，具体是指：隔水膜4能够从通孔3底部封闭通孔3，或者隔水膜4能够从通孔3顶部封闭通孔3，再或者从通孔3的中部封闭通孔3。
40.在探靴主体2上设置了隔水膜4后，隔水膜4上、下两层的耦合水(上层耦合水空间与下层耦合水空间内的耦合水)就能够被隔水膜4分隔开，隔水膜4下层的耦合水与待检测材料的表面直接接触，隔水膜4上层的耦合水与超声检测探头直接接触，如果待检测材料的表面存在缺陷，该缺陷所引起的耦合水(隔水膜4下层的耦合水)的波动就会被隔水膜4阻挡无法传播到隔水膜4上层的耦合水中，因此，与超声检测探头直接接触的耦合水始终为稳定状态，由于耦合水在检测过程中状态稳定性得到了大幅提升，这样就极大程度地降低了耦合水不稳定所引起的误报问题。
41.当然，本实用新型由于额外设置了隔水膜4，隔水膜4应当为允许超声波穿透的薄膜结构，由隔水膜4将通孔3与探靴主体2的下侧面进行分割、并使得隔水膜4以上的超声波通道部分形成用于装载耦合水的独立腔体，该独立腔体中装载的耦合水不会受到待检测材料表面缺陷的影响而始终保持稳定状态。
42.于探靴主体2上设置有用于向探靴主体2的下侧面(下层耦合水空间) 供水的第一供水口5，通过第一供水口5在检测过程中持续向探靴主体2的下侧面空间(下层耦合水空间)供水。
43.具体地，在本实用新型中隔水膜4为柔性的pvc透明软玻璃材料薄膜。
44.本实用新型在实际使用时，待检测材料通常为棒材，探靴主体2的下侧面与棒材接触。为了提高探靴主体2与棒材接触的稳定性，本实用新型将探靴主体2的下侧面设计为非
平面结构。在本实用新型的一个具体实施方式中，探靴主体2的下侧面为内凹式的两面坡顶结构，具体形状为：自探靴主体2 相对的两侧向探靴主体2的中部延伸形成有倾斜向上的斜面结构，即：沿探靴主体2长度方向，靠近探靴主体2的两侧的底面部分为斜面(斜面结构设置有两个，两个斜面结构镜像对称)，且斜面靠近探靴主体2宽度方向上中点的一侧高于斜面靠近探靴主体2侧边的一侧。于探靴主体2的下侧面的两个斜面结构上各设置有一个耐磨条6，两个耐磨条6之间间隔设置并形成有用于耦合水流出的流出间隙7，第一供水口5与流出间隙7相通，并且，流出间隙7与下层耦合水空间相通。两个耐磨条6设置在探靴主体2底面的斜面结构上，在与棒材接触时，两个耐磨条6相当于抱住棒材，这样能够增加耐磨条6与棒材之间的接触面积，从而提高探靴主体2与棒材接触的稳定性。
45.在本实用新型的另一个实施方式中，探靴主体2的下侧面为内凹式的曲面结构，耐磨条6也设计为弧形板式结构，这样能够更进一步地增加探靴主体2与棒材之间的接触面积。
46.在本实用新型中，将耐磨条6设计为弧形板式结构，由于耐磨条6与棒材表面能够更好地贴合，所以，其使用效果更佳。但是，考虑到实际使用，耐磨条6的弧度需要根据棒材外径规格一一对应(涉及几十种规格，每次更换规格检测时需更换耐磨条，费时费事影响作业率)才能确保运行过程中稳定。因此，耐磨条6还可以采用平面结构设计，在采用平面结构设计中，仅需要分为三种厚度即可，在一个组距范围内(例如外径100
‑
160mm外径共用一个耐磨条)不用更换，且运行平稳，因为不同的规格是线接触，作业率高使用方便。
47.在对待检测材料进行探伤作业时，需要实时向待检测材料与探靴主体2 之间补充耦合水，即实时向流出间隙7补充耦合水，耦合水在充盈条件下才能够保证超声波探伤顺利进行。为了保证耦合水均匀地补充到流出间隙7中，本实用新型在耐磨条6用于与探靴主体2接触的一侧面上开设有引导水槽8，耐磨条6设置于探靴主体2上、引导水槽8与流出间隙7相通，第一供水口 5与引导水槽8相通，由第一供水口5向引导水槽8供水，耦合水就能够通过引导水槽8流入到流出间隙7中。进一步地，引导水槽8为长条状槽体结构，引导水槽8的延伸方向与耐磨条6的长度方向垂直，在同一个耐磨条6 上设置有多个引导水槽8，引导水槽8沿耐磨条6的长度方向等间隔设置，全部的引导水槽8平行设置。
48.具体地，耐磨条6的长度与探靴主体2的长度相同。
49.具体地，耐磨条6通过螺栓固定设置于探靴主体2上，其中，螺栓优选为沉头螺栓。
50.本实用新型还提供了一种新型龙门架超声检测系统，包括有超声检测探头组件，超声检测探头组件包括有水腔体1，超声检测探头组件安装有如上述的新型龙门架超声检测系统探靴装置。
51.具体地，超声检测探头组件包括有超声波探头9，超声波探头9为双晶片超声波探头9，于水腔体1的顶面开设有安装口，超声波探头9设置于安装口上，超声波探头9与隔水膜4间隔设置，超声波探头9与隔水膜4之间形成用于装载耦合水的上层耦合水空间，于水腔体1上开设有与上层耦合水空间相通的第二供水口10。
52.探靴主体2安装在水腔体1上，具体地，沿探靴主体2的长度方向，位于水腔体1的两侧设置有安装翼板11，水腔体1与探靴主体2之间气密性接触，这样可以避免水腔体1中耦合水的泄露，水腔体1通过安装翼板11与探靴主体2固定连接。
53.具体地，安装翼板11与探靴主体2通过螺栓固定连接。
54.在本实用新型中，新型龙门架超声检测系统为龙门架相控阵超声探伤系统，主要用于直径100mm
‑
250mm圆钢的超声波探伤检测。
55.在探伤系统未改进前，经常发生误报情况(即系统提示缺陷超标，但经过人工超声波复查无超标缺陷)，之后经过多次现场调整，但至今仍未彻底解决系统误报问题。经过分析讨论确认，探伤误报根本原因在于耦合水层不稳定，那么如果保证耦合水层的稳定性，成为了降低误报的关键。
56.本实用新型在系统改造后，由于设置了隔水膜4，能够使得耦合水层稳定，检测系统运行良好，无干扰信号导致误报现象产生。通过优化探伤工艺，最终实现样棒样伤无漏误报、剥皮或黑皮抛丸面状态棒材探伤试验均无漏误报现象，满足生产检测要求。
57.在本实用新型中，该超声波检测系统探靴装置包括探靴装置，超声检测探头组件运行过程中，需要保证水腔体1中耦合水的稳定性。本实用新型基于现有系统的结构设计，保留水腔体1上注水方式不变，从探靴装置(探靴主体2)的侧面再开设一个补水口，即第一供水口5。在探靴主体2上设置了耐磨条6，在耐磨条6上增设了引导水槽8，可以顺利均匀导水给探靴装置，加长耐磨条6使得耐磨条6的长度与探靴主体2的长度保持一致，进一步保证耦合水探伤时的稳定性。在探靴主体2上开设通孔3，通孔3与待检测材料之间增加挡水的隔水膜4，防止待检测材料表面缺陷形成干扰信号进入耦合水腔，造成误报。探靴装置开一个方槽，即通孔3，用于安装固定水膜，形成稳定均匀耦合水层。
58.隔水膜4选择市场上pvc透明软玻璃材料，膜厚0.5mm。该材料透声性能、耐用度较好，既保证超声波全透声，也避免探伤运行中时破损造成误报产生。
59.以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。