一种用于工业CT检测的通用夹具的制作方法

一种用于工业ct检测的通用夹具
技术领域
1.本实用新型涉及工业ct扫描设备技术领域，具体地，涉及一种用于工业ct检测的通用夹具。


背景技术：

2.工业ct是工业用计算机断层成像技术的简称，它能在对检测物体无损伤条件下以二维断层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质缺损状况，被誉为当今最佳无损检测和无损评估技术。工业ct技术涉及了核物理学、微电子学、光电子技术、仪器仪表、精密机械与控制、计算机图像处理与模式识别等多学科领域，是一个技术密集型的高科技产品。工业ct主要由射线源系统、探测器系统、机械转台系统组成，工业ct技术已广泛应用于汽车、材料、铁路、航天航空、军工、国防等领域，为相关部件及系统的安全可靠性提供重要技术手段。
3.随着工业制造技术的不断发展，工业零件的型面及结构越来越复杂，且零件的摆放位置对射线成像质量有很大的影响，在实际检测过程中通常需要不断的调整零件的角度和位置以达到最佳穿透效果和最大放大比，这个过程极大地影响了工业ct检测效率，且在检测过程中如果零件固定不牢产生晃动会产生伪影，进而影响成像质量。
4.经过检索发现：
5.申请号为cn202020775714.0的中国实用新型专利，公开一种工业ct无损检测用的工装夹具，包括：与载物台连接的底盘；立设于底盘的立柱；以及用于限位的多个限位件；底盘上设有用于将底盘固定于载物台的第一连接部、用于设置立柱的第二连接部和用于设置限位件的第三连接部；立柱上设有用于设置限位件的样件连接部和与第二连接部相配合的底盘连接部。该专利中的夹具无法装夹不同尺寸的待检试样。
6.申请号为cn201910803442.2的中国实用新型专利，公开一种用于微焦点x射线工业ct的载物夹具，包括承重支柱、多角度旋转载台、用于夹持大规格样品的样品夹持组件、以及用于放置微小样品的样品支撑组件；多角度旋转载台安装在承重支柱上，样品支撑组件安装在多角度旋转载台上；多角度旋转载台包括上载台、下载台、旋转轴和高度调节螺栓，上载台和下载台一侧通过旋转轴连接组成合页式结构，高度调节螺栓活动穿设在下载台另一侧并顶着上载台，通过旋转高度调节螺栓顶起或放下上载台；样品夹持组件安装在上载台上。该专利的夹具主要用于装夹小尺寸零件以进行小焦点工业ct检测，应用范围受限。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于工业ct检测的通用夹具，能够快速摆放并固定零件，适用于工业ct面阵和线阵扫描。
8.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
9.根据本实用新型的一个方面，提供一种用于工业ct检测的通用夹具，该夹具包括：
10.托盘；
11.第一立柱，所述第一立柱呈l型，所述第一立柱的两条边相等；
12.第二立柱，所述第二立柱呈l型，所述第二立柱具有长边和短边；
13.所述第一立柱和所述第二立柱均可拆卸地连接于所述托盘的上表面，通过所述第一立柱和/或所述第二立柱的组合，形成适配于待检试样的空间，以装夹待检试样。
14.进一步地，所述托盘的中心设有通孔，所述托盘的上表面设有多个螺纹孔，多个所述螺纹孔呈米字型排布。
15.进一步地，所述第一立柱的两边均设有第一腰孔。
16.进一步地，所述第二立柱的短边和长边均设有第二腰孔，其中，长边均匀开设有多个所述第二腰孔。
17.进一步地，所述托盘的上表面设有四个第一立柱，四个所述第一立柱在所述托盘的表面呈十字形排布，四个所述第一立柱到所述托盘的中心的距离相等，形成竖直装夹圆柱体样品或泡沫的空间。
18.进一步地，所述托盘的上表面对称设有第一立柱a和第一立柱b，所述第一立柱a在靠近所述托盘中心的一侧连接有第一立柱c，所述第一立柱b在靠近所述托盘中心的一侧连接有第一立柱d；所述第一立柱c与所述托盘平行的一边靠近所述第一立柱a的直角位置，所述第一立柱d与所述托盘平行的一边远离所述第一立柱b的直角位置，形成倾斜装夹圆柱体样品的空间。
19.进一步地，所述托盘的上表面对称设有两个所述第一立柱，每个所述第一立柱的其中一边固定于所述螺纹孔上，另一边靠近所述托盘中心，形成竖直装夹长方体样品的空间。
20.进一步地，所述托盘的上表面在中心的两侧沿径向设有第二立柱a和第二立柱b，所述第二立柱a和所述第二立柱b的短边连接于所述托盘上，所述第二立柱a的长边在靠近所述托盘中心的一侧连接有第一立柱e，所述第二立柱b在靠近所述托盘中心的一侧连接有第一立柱f；所述第一立柱e与所述托盘平行的一边靠近所述第二立柱a的直角位置，所述第一立柱f与所述托盘平行的一边靠近所述第二立柱b的直角位置，所述第一立柱f的水平位置高于所述第一立柱e的水平位置，形成倾斜装夹长方体样品的空间。
21.进一步地，所述第一立柱与所述第二立柱在对应的腰孔位置通过螺栓固定连接。
22.进一步地，所述第一立柱和所述第二立柱在所述螺纹孔处通过螺栓与所述托盘固定连接。
23.与现有技术相比，本实用新型具有如下至少之一的有益效果：
24.1)本实用新型的用于工业ct检测的通用夹具，由于第一立柱和第二立柱均是可移动可拆卸的，并且第一立柱与第二立柱可以根据待检试样的外形随意组合，从而能够适用装夹不同尺寸的待检试样，且装夹待检试样方便、快速，保证在360度旋转检测过程样品不会晃动。
25.2)本实用新型的用于工业ct检测的通用夹具，通过第一立柱和第二立柱的组合，可以随意摆放待检试样角度，适用于工业ct面阵和线阵扫描，能够应用在微焦点和小焦点工业ct上。
附图说明
26.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
27.图1为本实用新型一实施例中用于工业ct检测的通用夹具的结构示意图；
28.图2为本实用新型一实施例中托盘的结构示意图；
29.图3为本实用新型一实施例中第一立柱的结构示意图；
30.图4为本实用新型一实施例中第二立柱的结构示意图；
31.图5为本实用新型一实施例中螺栓的结构示意图；
32.图6为本实用新型一实施例中装夹圆柱体样品(竖直)的结构示意图；
33.图7为本实用新型一实施例中装夹圆柱体样品(倾斜)的结构示意图；
34.图8为本实用新型一实施例中装夹长方体样品(竖直)的结构示意图；
35.图9为本实用新型一实施例中装夹长方体样品(倾斜)的结构示意图；
36.图10为本实用新型一实施例中装夹泡沫的结构示意图。
37.图中：1-托盘，11-螺纹孔，12-通孔，2-第一立柱，21-第一立柱a，22-第一立柱b，23-第一立柱c，24-第一立柱d，25-第一立柱e，26-第一立柱f，27-第一腰孔，3-第二立柱，31-第二立柱a，32-第二立柱b，33-第二腰孔，4-螺栓，5-待检试样。
具体实施方式
38.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
39.本实用新型实施例提供一种用于工业ct检测的通用夹具，参照图1-4，该通用夹具包括托盘1、第一立柱2和第二立柱3，其中：第一立柱2呈l型，第一立柱2的两条边相等；第二立柱3呈l型，第二立柱3具有长边和短边；第一立柱2和第二立柱3均可拆卸地连接于托盘1的上表面，通过第一立柱2和/或第二立柱3的组合，形成适配于待检试样5的空间，以装夹待检试样5。通过托盘1与第一立柱2、第二立柱3的连接组合即可实现待检试样5的装夹，能够快速摆放并固定待检试样5。
40.在一些实施方式中，托盘1的中心设有通孔12，以直观地观察到中心位置，还可以在通孔12处放置ct设备自带的轴校正装置；托盘1的上表面设有多个螺纹孔11，多个螺纹孔11呈米字型排布，第一立柱2和/或第二立柱3在螺纹孔11处实现与托盘1的连接，以便于第一立柱2和第二立柱3在托盘1表面的布置。具体地，第一立柱2和第二立柱3在螺纹孔11处通过螺栓4与托盘1固定连接，螺栓4的结构如图5所示。
41.在一些实施方式中，第一立柱2的两边均设有第一腰孔27。第二立柱3的短边和长边均设有第二腰孔33，其中，长边均匀开设有多个第二腰孔33。通过第一腰孔27和第二腰孔33，实现第一立柱2和/或第二立柱3与托盘1的连接，以及第一立柱2与第二立柱3之间的连接，且腰孔的设计便于调节安装位置。第一立柱2与第二立柱3在对应的腰孔位置通过螺栓4固定连接。
42.在一些实施方式中，参照图6，托盘1的上表面设有四个第一立柱2，四个第一立柱2
在托盘1的表面呈十字形排布，四个第一立柱2到托盘1的中心的距离相等，每个第一立柱2的其中一边固定于螺纹孔11上，另一边靠近托盘1中心，形成竖直装夹圆柱体样品(待检试样5)的空间。第一立柱2、第二立柱3和螺栓4都是低密度高强度的尼龙材料，对于检测低密度材料样品还可以配合泡沫进行装夹，不会影响被测样品检测。该结构的立柱组合还可以用于装夹泡沫，如图10所示的正方体泡沫，以使低密度材料样品的装载工具在检测过程样品不会晃动。
43.在一些实施方式中，参照图7，托盘1的上表面对称设有第一立柱a21和第一立柱b22，第一立柱a21在靠近托盘1中心的一侧连接有第一立柱c23，第一立柱b22在靠近托盘1中心的一侧连接有第一立柱d24；第一立柱c23与托盘1表面平行的一边靠近第一立柱a21的直角位置，第一立柱d24与托盘1表面平行的一边远离第一立柱b22的直角位置，形成倾斜装夹圆柱体样品(待检试样5)的空间。
44.在一些实施方式中，参照图8，托盘1的上表面对称设有两个第一立柱2，每个第一立柱2的其中一边固定于螺纹孔11上，另一边靠近托盘1中心，形成竖直装夹长方体样品(待检试样5)的空间。优选地，采用螺栓4穿过两个第一立柱2，以更有效地夹紧长方体样品，形成更加稳固的装夹。
45.在一些实施方式中，参照图9，托盘1的上表面在中心的两侧沿径向设有第二立柱a31和第二立柱b32，第二立柱a31和第二立柱b32的短边连接于托盘1上，第二立柱a31的长边在靠近托盘1中心的一侧连接有第一立柱e25，第二立柱b32在靠近托盘1中心的一侧连接有第一立柱f26；第一立柱e25与托盘1平行的一边靠近第二立柱a31的直角位置，第一立柱f26与托盘1平行的一边靠近第二立柱b32的直角位置，第一立柱f26的水平位置高于第一立柱e25的水平位置，通过第二立柱3的长边上的多个第二腰孔33，能够调节第一立柱2的高度，形成倾斜装夹长方体样品(待检试样5)的空间。
46.上述的用于工业ct检测的通用夹具，其制造及装夹过程包括以下步骤：
47.步骤1、在托盘1上加工多个螺纹孔11，多个螺纹孔11呈米字型；
48.步骤2、根据待检样品的大小和装夹方式要求，将第一立柱2和/或第二立柱3用螺栓4在螺纹孔11处固定在托盘1上；
49.步骤3、将待检样品用立柱固定，以进行工业ct检测。
50.在一具体实施方式中，继续参照图6，利用上述的用于工业ct检测的通用夹具，进行空间分辨率和密度分辨力检测，包括以下步骤：
51.步骤1：将均匀铝圆柱或其他材料均匀圆柱竖直摆放，然后用4个第一立柱2夹住圆柱底端，圆柱顶端高于第一立柱2顶端一段距离h。
52.步骤2：用水平尺来观测圆柱是否竖直，必要时进行微调保证圆柱竖直；
53.步骤3：采用合适的工业ct检测工艺参数对圆柱进行扫描，使用工业ct对样品进行整体扫描,为了最大放大比，零件图像最少占探测器视野的2/3，且零件360度旋转不能超出探测器视野。扫描部位是顶部往下距离h段，不能扫到第一立柱2。
54.步骤4：对扫描结果图像进行分析，得出系统的空间分辨率和密度分辨力。
55.在另一具体实施例方式中，继续参照图7，利用上述的用于工业ct检测的通用夹具，进行样品内部缺陷工业ct检测，样品需倾斜摆放，包括以下步骤：
56.步骤1：将4个第一立柱2两两组合在一起，夹住倾斜的样品，样品倾斜放置是为了
减少锥束效应和部分穿透厚度。
57.步骤2：使用工业ct对样品进行整体扫描,零件图像最少占探测器视野的2/3，且零件360度旋转不能超出探测器视野。
58.步骤3：对扫描结果图像进行分析，观察内部孔隙分布情况。
59.上述实施例中的用于工业ct检测的通用夹具，由于第一立柱和第二立柱均是可移动可拆卸的，并且第一立柱与第二立柱可以根据待检试样的外形随意组合，从而能够适用装夹不同尺寸的待检试样，且装夹待检试样方便、快速，保证在360度旋转检测过程样品不会晃动。而且，通过第一立柱和第二立柱的组合，可以随意摆放待检试样角度，适用于工业ct面阵和线阵扫描，能够应用在微焦点和小焦点工业ct上。
60.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。