一种超声探头的制作方法

1.本实用新型涉及螺栓预紧力检测领域，特别涉及一种超声探头。


背景技术：

2.螺栓连接作为一种简单、低成本且可靠的连接方式，广泛应用于各行各业。定期或实时监控螺栓预紧力的变化，是保证螺栓紧固系统安全可靠运行的重要手段。
3.风电机组的变桨轴承安装于叶片与轮毂铸件之间，一边通过高强度的变桨轴承螺栓与轮毂铸件相连，另一边通过高强度的叶片螺栓与叶片进行连接。叶片受力通过叶根螺栓传递给变桨轴承及轮毂，叶根螺栓在交变载荷的作用下工作，螺栓连接的可靠性取决于螺栓的轴力是否适当。
4.螺栓径向交变应力是叶根螺栓断裂的主要原因，可能因机组安装、维护方法不当；预紧力不足；变桨轴承与轮毂铸件、叶片连接的配合面出现间隙等造成变桨连接螺栓的寿命缩短，因此检测螺栓连接处的预紧力情况，确保螺栓连接结构的安全性和可靠性将是必不可缺的一部分。
5.而风电机组的叶根螺栓一般为含内六角双头螺柱，市场常用的超声探头无法实现对叶根螺栓的测量。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，实现对叶根螺栓的超声测量，确保风力发电机运行过程中叶根螺栓的安全性与可靠性。
7.基于上述目的，根据本实用新型提出一种超声探头，包括壳体、连接器、探针和超声电路模块；
8.所述壳体的一侧设置有螺纹结构，该壳体底部设置一定位机构，所述定位机构上设置有用于连接所述探针的通孔；
9.所述连接器用于接通超声线缆，该连接器设置在所述壳体一侧通过螺纹装配连接所述壳体内部；
10.所述超声电路模块用于实现电信号与超声信号的转换，该超声电路模块设置在所述壳体内部，连接所述超声线缆与所述探针；
11.所述探针用于发射和接收所述超声信号，该探针通过所述定位机构的通孔与所述超声电路模块连接，并设置有用于调节长度的伸缩结构。
12.作为优选，所述定位机构的通孔的尺寸与所述探针匹配。
13.作为优选，所述超声探头还包括用于磁吸安装的磁铁。
14.作为优选，所述磁铁为磁环，所述磁环装配于所述壳体内部底面上。
15.作为优选，所述定位机构的直径大于内六角螺栓的内六角方孔半径。
16.作为优选，所述定位机构为圆台形。
17.作为优选，测量时，所述定位机构保护所述探针不接触所述内六角螺栓的内六角
方孔侧壁。
18.作为优选，所述定位机构的通孔设置在该定位机构的轴线上。
19.作为优选，所述壳体的轴线与所述定位机构的轴线、所述探针的轴线均重合。
20.作为优选，所述超声电路还包括用于实现外界设备与该探头之间阻抗匹配的匹配单元、用于接收电信号并转换成超声信号的超声发射单元和用于接收超声信号并转换成电信号的超声接收单元。
21.本实用新型的有益效果是：探针的可伸缩式结构，面对不同内六角方孔深度的螺栓均可适用，创新的实现了对螺栓内六角面的监测；通过定位机构的设计，创新的解决了超声探针的定位问题，确保测量可靠性。该实用新型搭配超声收发装置，可实现对螺栓的超声测量，确保风力发电机运行过程中螺栓的安全性与可靠性。
附图说明
22.图1为本实用新型的一种实施例示意图；
23.图2为本实用新型的一种实施例剖面图；
24.图3为本实用新型的一种实施例工作示意图；
25.图中：1：探针，2：定位机构，3：连接器，4：壳体，5：磁铁；10：超声探头，20：超声线缆，30：超声收发设备，40：内六角螺栓。
具体实施方式
26.以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述，但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
27.如图1所示，本实用新型的提出的超声探头的一种实施例，用于内六角螺栓40预紧力测量，该超声探头包括探针1、连接器3、壳体4、磁铁5和超声电路模块，其中，壳体4的左侧面设置有内螺纹结构，该壳体4底部设置一圆台形的定位机构2，该定位机构2上设置有用于连接探针1的通孔，该通孔的尺寸基本与探针1的尺寸匹配，即该通孔的直径可以等于探针1的直径，该通孔设置在该定位机构2底部的轴线上，壳体4的轴线与定位机构2的轴线、探针1的轴线均重合，测量时，该定位机构2用于保护探针1不接触内六角螺栓40的内六角方孔中的侧壁，该定位机构2可以是不限于圆台形的其他形状，但该定位机构2的内径需稍微大于内六角螺栓40的内六角方孔的半径，确保该定位机构2能够在内六角螺栓40头部卡住，使定位机构2可以实现对内六角螺栓40上内六角方孔的精准对接，使探针1能够精准接触到内六角螺栓40上的超声晶片，从而完成探测。
28.连接器3用于接通超声线缆20，该连接器3设置在壳体4左侧，通过左侧面的内螺纹结构进行装配，连接到壳体4内部；
29.磁铁5用于该探头的磁吸式安装，使得在测量时的安装更为方便，为保证磁铁5的
吸附力均匀，磁铁5可以设置为两块磁块，根据定位机构2对称设置与壳体4的内部底面，也可以是一块磁环设置在所述壳体内部底面，在测量时，利用磁块或磁环的磁力吸附于内六角螺栓40的检测位置，提高该超声探头10固定在内六角螺栓40头部的稳定性，防止检测过程中内六角螺栓40的测量位置与探针1接触不良。
30.超声电路模块用于实现电信号与超声信号的转换，如图2所示，该超声电路模块包括匹配单元6，该匹配单元6用于实现超声收发设备30与该超声探头之间的阻抗匹配，由于测量时，为减少超声晶片的震动，优化超声波形，在超声电路模块中设置匹配单元6解决上述问题；该匹配单元6设置在壳体4内部，连接超声线缆20与探针1的末端，该超声线缆20的一端连接到超声收发设备30，一端通过连接器3与匹配单元6相连；该超声电路还包括用于接收电信号并转换成超声信号的超声发射单元和用于接收超声信号并转换成电信号的超声接收单元；
31.探针1通过定位机构2的通孔与匹配单元6连接，探针1设置有用于调节长度的伸缩结构，在测量时可以根据实际情况进行测量长度的调节，对于内六角方孔不同深浅层度的内六角螺栓40，均可适用；
32.内六角螺栓40在自由状态下，内六角螺栓40内部不存在预紧力，而内六角螺栓40在紧固状态下，由于预紧力的作用，内六角螺栓40将发生形变，测量时，将该超声探头设置于内六角螺栓40头部，利用定位机构2与内六角螺栓40头部中心位置的内六角方孔进行对接，该内六角方孔内的超声晶片为主要测量位置，调整定位机构2与内六角方孔的对接角度，从而实现探针与测量位置相对位置的精准定位，然后超声收发设备30通过超声线缆20输入电压脉冲信号，利用超声电路中的超声发射单元和将该电压脉冲信号转换成超声信号，通过探针1发射该超声信号，超声信号与内六角螺栓40内的超声晶片接触后反射，由探针1接收反射回来的超声信号，再由该超声电路模块中的超声接收单元将反射回来的超声信号转换成电流信号经过超声线缆20，由超声收发设备30接收，实现对内六角螺栓40的预紧力超声检测。
33.如图3所示，将该超声探头10通过连接器3接入超声线缆20，通过超声线缆20与超声收发设备30接通，将该超声探头10通过磁吸式安装于内六角螺栓40的头部。
34.本实用新型提出的超声探头，可以实现对内六角螺栓及内六角双头螺柱的测量，面对不同内六角方孔深度的螺栓或螺柱均可适用，通过定位机构的设计，创新的解决了超声探针的定位问题，确保测量可靠性。
35.尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。