用于超声检查的装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题涉及超声检查，而且在某些实施例中，涉及用来执行超声检查的装置和系统。
【背景技术】
[0002]超声检查采用探头装置来检测在直观上检查对象的期间不明显的异常。这个探头装置可结合一个或多个换能器，换能器响应于诸如电波形脉冲的刺激而产生声波。刺激会激励换能器，换能器又发射各种形式的声波。压缩波可用来检测在对象的材料内部出现的容积(volumetric)缺陷。剪切波可帮助识别在对象的外表面上形成的裂纹(例如，横向裂纹)和凹口(例如，纵向凹口)。探头装置通常包括覆盖换能器元件的材料件，或“楔形物”。楔形物起阻隔的作用，以保护换能器免受损害，而且起将声波从换能器传导到对象的表面的介质的作用。
[0003]检查管道、管子、轴和其它伸长对象会带来挑战，需要可靠的探头装置和检查系统。探头装置可能需要使用若干个换能器的组件，换能器产生特定形式的声波(例如压缩、剪切等)来检测某些类型的异常。此外，为了执行充分和彻底的检查，系统必须将探头装置定位在沿着对象长度的各种位置上。系统还必须询问沿着对象的长度的各个位置处的周向结构。
[0004]不幸的是，在对象中及其周围的空间限制可约束系统用来移动探头装置的促动机构的大小和/或范围。这些限制可妨碍使用可到达对象的膛孔和/或中心开口中以定位探头装置的伸长杆。膛孔的尺寸可进一步约束与探头装置进行信号和/或流体传送所必需的恰当的电缆敷设和/或外围装置。这些约束可妨碍使用例如相控阵列超声装置，相控阵列超声装置部署多个换能器来产生声波且动态地改变声波的方向和焦点。
[0005]以上论述仅仅是为了提供背景信息，而且不意于用来协助确定要求保护的主题的范围。
【发明内容】
[0006]本公开在下面描述了对超声检查的改进，而且特别地描述了用于对诸如轴、管道、管子等空心对象进行非破坏性测试的探头组件和检查系统。探头组件的设计可结合电子器件，以产生波，以及检测可在空心对象中形成的大范围的异常(例如，横向裂纹、纵向裂纹和容积缺陷)。探头组件还提供支承结构来操纵和操作膛孔中的这些电子器件。这个支承结构有利于将信号从例如换能器元件传送出来，换能器元件起相控阵列的作用。这些信号的示例限定可指示对象中存在异常的数据。
[0007]本公开在一个实施例中描述了一种用于超声检查的装置。该装置包括伸长本体，伸长本体具有第一端、第二端，以及在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。装置还具有设置在第一端附近的探头元件，探头元件包括第一组换能器。装置还具有与多个换能器联接的探头控制构件，探头控制构件具有用以产生信号来选择性地激励多个换能器中的一个或多个的硬件。探头装置进一步具有从伸长本体的第一端延伸到第二端的流体循环系统，流体循环系统具有在探头元件附近的第一端口。
[0008]本公开还在一个实施例中描述了一种用于检查空心对象中的异常的探头。探头包括:探头装置，其具有第一端和第二端；在第一端附近的探头元件；以及流体循环系统，其在第一端处具有第一端口，并且在第二端处具有第二端口。探头还具有与探头装置的第二端联接的旋转构件。旋转构件具有第一部分、相对于第一部分旋转的第二部分，以及联接第一部分与第二部分的联接结构，联接结构构造成容许流体和信号在第一部分和第二部分之间传送。
[0009]本公开在一个实施例中进一步描述了一种系统，其包括探头装置，探头装置包括:多个换能器元件；与多个换能器元件联接的探头控制构件；以及在换能器元件附近的流体端口。该系统还具有在第一端处与探头装置联接的栓系构件。栓系构件包括第一栓系连结件(link)和第二栓系连结件，它们在旋转接头处彼此连接。系统进一步具有在第二端处与栓系构件联接的促动器。促动器包括缠绕机构，缠绕机构容纳呈缠绕构造的第一栓系连结件和第二栓系连结件。
[0010]本发明的这个简要描述仅意于提供本文公开的根据一个或多个示例性实施例的主题的简要综述，而且不用来指导解释权利要求或限定或限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求限定。提供此简要描述是为了介绍在以下详细描述中进一步描述的简化形式的一系列示例性概念。此简要描述不意于确认要求保护的主题的关键特征或实质性特征，也不意于用来协助确定要求保护的主题的范围。要求保护的主题不局限于解决背景中提到的任何或所有缺点的实现。
【附图说明】
[0011]为了可理解本发明的特征，本发明的详细描述可参照某些实施例，在附图中示出其中一些实施例。但要注意的是，附图仅示出本发明的某些实施例，并且因此不应认为是限制本发明的范围，因为本发明的范围包含其它等效实施例。附图不必按比例绘制，重点大体在示出本发明的某些实施例的特征上。在图中，相同标号用来指示各图中的相同部件。因而，为了进一步理解本发明，可参照以下详细描述，结合附图来阅读以下详细描述，在图中:
图1描绘用于对对象进行非破坏性测试的探头组件的示例性实施例的示意图；
图2描绘探头组件的示例性实施例的透视图，探头组件具有可用来检查小直径空心对象的探头装置；
图3描绘图2的探头组件的侧视横截面图；
图4描绘探头组件的示例性实施例的侧视横截面图，探头组件具有用来接合和旋转探头构件的旋转构件；
图5描绘可用来检查大直径空心对象的探头组件的示例性实施例的透视图；
图6描绘图5的探头组件的正视横截面图，以示出用于探头构件中的探头元件的一个构造；
图7描绘探头组件的示例性实施例的侧视横截面图，探头组件具有可联接探头构件与检查系统的接口构件； 图8描绘用于进行非破坏性测试的检查系统的示意图；
图9描绘示例性栓系构件的侧视图，其在图8的检查系统中用来移动探头组件，例如图1、2、3、4、5、6和7的探头组件；
图10示出用于在探头组件中使用的示例性边界元件的侧视图的示意图；以及图11示出探头组件的示例性实施例的平面图，以示出通过探头组件的流体的示例性流型。
【具体实施方式】
[0012]图1示出探头组件100的示例性实施例的示意图，探头组件100可产生用来进行非破坏性检查的超声信号。探头组件100包括探头构件102、接口构件104和旋转构件106，旋转构件106将探头装置102联接到接口构件104上。探头构件102包括一个或多个探头元件(例如，第一探头元件108)和可与第一探头元件108交换信号(例如，电信号)的探头控制构件110。旋转构件106具有固定部分112和旋转部分114。部件112、114的示例可主动地使探头装置100旋转，这大体由示出的箭头116指示。探头组件100还具有一个或多个操作构件(例如，流体构件118和信号构件120)。操作构件118、120在探头装置100和接口构件104之间传导输入和输出(例如，流体、电信号等)。
[0013]探头构件102的设计包括装配到对象(例如，管道、管子、轴等)的膛孔中的构件。这些设计结合电子器件来产生波，以及检测可在对象中形成的大范围的异常(例如，横向裂纹、纵向裂纹和容积缺陷)。探头组件100提供容许探头构件102在膛孔中操作的支承结构。这个支承结构有利于将信号从例如第一探头元件108中传送出来。这些信号的