持部分，滑组由滑块(8)和丝杆(9)组成，滑块(8)上安装了 L型件(7)与探头夹持部分的L型件(6)相连；两滑组端部安装了手轮(10)，通过调整手轮(10)使滑块(8)带动探头夹持部分运动，达到调整探头间距PCS的目的；滑组端部还安装了固定螺栓(11 )，通过拧紧固定螺栓(11)阻止丝杆运动以防调整好的探头PCS在扫描运动中发生改变；PCS调整部分通过L型连接件(12)与三维运动部分中的铝柱(13)相连，达到通过三维运动部分带动PCS调整部分及探头夹持部分进行探头高度调整、超声TOFD-B扫描及超声TOFD-D扫描的目的。
[0017]所述的三维运动部分由铝合金支架(17)、三组一维滑动模组(X轴滑组15、y轴滑组16、z轴滑组14)构成，滑动模组均由57型步进电机驱动，各一维滑动模组的丝杆直径16 mm、螺距2mm。三维运动部分通过铝柱(13)与PCS调节部分的L型连接件(12)相连，可带动PCS调节部分及探头夹持部分做三维运动，实现超声TOFD检测B/D自动扫描运动及探头高度调整。
[0018]所述的耦合水循环部分由抽水机(18 )、排水机(19 )、流量阀门(20 )、软管(21)、水槽(22)、储水容器(23)组成。各部件由软管(21)相连构成水循环通路；水槽(22)用于盛放检测工件及收集耦合水，抽水机(18)负责将水从储水容器(23)充入喷水式探头、在工件上形成耦合水层，排水机(20)负责将水槽(22)中的水排出至储水容器(23)、实现耦合水的循环利用；流量阀门(20)安装在抽水机(18)的出水管处，通过流量阀门(20)可调整水流速度以保持在工件间形成稳定的耦合水层。
[0019]下面结合附图对本发明做进一步说明:
工作过程描述:PCS调整部分上分别安装两个探头夹持部分，将两超声TOFD检测喷水式探头安装在夹头(I)上，拧上夹头上的固定螺栓(2);由于探头可绕固定螺栓(2)自由转动，探头在滑轨(3)及滑轨配重(5)的重力作用下可与检测工件紧密贴合。此外，由于滑轨
(3)可在滑块(4)上沿竖直方向运动，探头在扫描运动过程中能够沿竖直方向运动、可一定程度避免表面粗糙对耦合状态的影响。探头安装好后，将检测工件放入水槽(22)中，将喷水软管(21)与探头连接好，打开抽水机(18)及排水机(19)，将外部容器中的耦合水充入探头作为探头与工件的耦合介质；为方便排水，与排水机(19)连接的软管安装在水槽(22)底部，耦合水流入水槽后可通过排水机(19)排出至储水容器(23)，实现耦合水循环使用；通过流量阀门(20)调节抽水(18)充入探头的耦合水流量，使探头与工件间形成稳定的耦合层。根据检测参数，通过手轮(10)调整探头间距PCS，调整完成后拧紧螺栓(11)固定PCS、避免扫查过程中PCS发生改变。通过调整z轴滑组(14)可调整检测探头高度以适应不同厚度的检测对象；启动I轴滑组(16)，检测探头可沿着y方向运动作超声TOFD-D扫描；启动X轴滑组(15)，检测探头可沿X轴方向运动作超声TOFD-B扫描。
[0020]本发明采用装置的模块化设计方法，各部分结构简单实用，实现了超声TOFD的检测自动化。工件与探头的耦合采用喷水式耦合，探头耦合压力、水流速度均可调整，容易获得最优的耦合状态，避免了探头与工件之间因耦合不良导致的声波强度降低及信号不稳定的问题、避免了检测探头的接触磨损、提高了系统的稳定性。采用步进电机驱动的自动扫描方式进行超声TOFD检测，减少了检测人员主客观因素对检测结果的不良影响，提高了检测效率。本发明为各类焊缝、连接接头的超声TOFD检测提供了一种新的检测装置及解决方案，特别适用于对接头质量要求高的平板型零部件的检测。
【主权项】
1.一种超声TOFD无损检测的喷水式自动扫描装置，通过以下技术方案实现；该喷水式自动扫描装置包括:探头夹持部分、耦合水循环部分、PCS调整部分、三维运动部分；其特征在于: 所述探头夹持部分由夹头、探头固定螺栓、滑轨、滑块、滑轨配重、L型连接件构成；其中夹头安装在滑轨端部，滑轨在滑块上沿竖直方向滑动；滑轨配重固定在滑轨上端，与滑轨一起为探头提供耦合压力、使探头与检测工件表面具备良好的声耦合；滑块固定在L型连接件上，并通过L型件与PCS调节部分的L型件相连； 所述PCS调节部分由两组结构相同的一维微型运动滑组组成，各滑组分别搭载一个相同的探头夹持部分，滑组由滑块和丝杆组成，滑块上安装了 L型件与探头夹持部分的L型件相连；两滑组端部安装了手轮，通过调整手轮使滑块带动探头夹持部分运动；滑组端部还安装了固定螺栓，PCS调整部分通过L型连接件与三维运动部分中的铝柱相连； 所述三维运动部分由铝合金支架、三组一维滑动模组(X轴滑组15、y轴滑组16、z轴滑组14)构成，滑动模组均由57型步进电机驱动，三维运动部分通过铝柱与PCS调节部分的L型连接件相连，可带动PCS调节部分及探头夹持部分做三维运动； 所述耦合水循环部分由抽水机、排水机、流量阀门、软管、水槽和储水容器组成；各部件由软管相连构成水循环通路；水槽用于盛放检测工件及收集耦合水，抽水机负责将水从储水容器充入喷水式探头、在工件上形成耦合水层，排水机负责将水槽中的水排出至储水容器、实现耦合水的循环利用；流量阀门安装在抽水机的出水管处，通过流量阀门调整水流速度以保持在工件间形成稳定的耦合水层。
【专利摘要】本发明涉及一种超声TOFD无损检测的喷水式自动扫描装置。由探头夹持部分、耦合水循环部分、探头间距PCS调节部分、三维运动部分四部分构成：探头夹持部分用于搭载检测探头，并使探头以一定耦合压力紧贴检测工件；探头夹持部分通过L形连接件与PCS调节部分相连，实现探头间距PCS精确可调；PCS调节部分通过L形连接件与三维运动部分相连，实现了探头高度调节、超声TOFD-B扫描和D扫描；耦合水循环部分负责向喷水探头充水使工件和探头接触面上形成耦合水层，并可实现耦合水的循环利用。本发明的优点在于，能够在自动扫描过程中保持声波强度及信号稳定性，减少人为因素对检测结果的影响、提高检测效率并避免探头与工件之间直接接触导致的探头磨损。
【IPC分类】G01N29/22, G01N29/04
【公开号】CN105203633
【申请号】CN201510696033
【发明人】陈振华, 陈修忻, 卢超, 郑志远
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月26日