专利名称：管材超声和涡流复合自动检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无损检测技术，具体地说是一种管材超声和涡流复合自动检测装置。
背景技术：
在航天、航空、核电、舰船、石化、钢铁等重要工业领域都要使用大量管、棒材，尤其是使用许多种小口径薄壁金属管材，除了不锈钢之外，还有高温合金管、稀有金属管、高强度钢管等，这些管棒材一般都使用在十分苛刻的环境条件下(如高温、高压、复杂的载荷、水腐蚀、核辐射等等)，这些工件一旦失效会造成十分严重的后果，往往要求进行无缺陷运行(即不允许任何超过所规定的人工伤当量的轴向和周向宏观和微观缺陷)，以保证设备的使用安全性，防止灾难性事故，因此要求无损检测具有很高的灵敏度和可靠性。这些部件往往要求进行100％的超声探伤，或进行100％的涡流探伤，甚至是既要进行100％的超声探伤，又要进行100％的涡流探伤，不允许存在缺陷的漏检。另一方面，由于这些重要部件往往又比较昂贵，价值高，也不允许存在误检，不允许将合格的工件误判为不合格。这就对探伤设备的多功能性、稳定性、可靠性、调整操作简便性和自动化程度等方面提出了很高的要求。
现有技术中管材自动超声探伤方案主要有三种1)管材直线前进而探头及局部水浸小水箱旋转式结构方案，优点是探伤速度快，但设备调整复杂，探头旋转带起的气泡易引起误检和漏检，长期的探头旋转使探头松动也会引起误检和漏检，一般只适宜进行纵向缺陷探测而不适宜横向缺陷探测，旋转探头的信号耦合若采用接触式则有火花，若采用非接触式则有信号衰减；2)管材旋转、探头在轨道上直线前进结构方案，具有设备占用空间小特点，但不适于比机身长的管材的检测，管材旋转的跳动会造成误检和漏检；3)管材螺旋前进、探头固定在一个V型架上的骑马式结构方案，优点是设备结构简单，但管材螺旋前进时的跳动也造成误检和漏检，还磨损探头架，这种方案的改进型是探头架不骑在旋转的管材上，但一般只有一个探头调节机构，调节自由度少，不适宜进行内外壁纵横向缺陷的正反向双向探伤。
现有超声探伤与涡流探伤往往是采用模拟式超声波探伤仪和涡流探伤仪两套设备，占用厂房面积大，人工记录的检测结果主观性大，而有些探测装置或是昂贵，或是功能少，或是过于复杂，或是可靠性差，难以满足上述重要工业应用领域的无损检测要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能保证管材的检验质量、厂房占用面积小、投资少、检测效率高、检验质量好的管材超声和涡流复合自动检测装置。
本发明的技术方案是由传送机构、检测装置、检测显示和记录装置及自动控制装置组成，其中传送机构为电机、传送辊道和三轮驱动器构成的涡旋检测线和涡穿检测线，所述涡穿检测线的传送辊道为一组带有“V”形凹槽的圆柱辊，固装在进料和出料用传动机构的工作台架上，在靠近探头组两侧的两个圆柱辊上面，分别设有一个用自动控制装置中气缸带动的小压紧轮，圆柱辊轴的一端通过齿形带与固装在工作台架面下、支座上的直流驱动电机输出轴连接，另一端安装一主动锥齿轮，与涡旋检测线中三轮驱动器相连，被检工件放在圆柱辊“V”形槽内；所述涡旋检测线为一组由1个压紧轮、2个圆轮构成的三轮驱动轮器结构，其中两个圆轮组成一组支承轮，尺寸相同、轴线错开距离并列放置，两个圆轮轴线与被检工件轴线成可调夹角α，一起安装在小平台上，所述小平台以一点为轴可旋转地安装在台架上，每一组支承轮的上面安设一个用自动控制装置中气缸带动的小压紧轮，三个轮中间留有卡放被检工件的空间；一从动锥齿轮与所述涡穿检测线中圆柱辊轴另一端装有的主动锥齿轮相啮合，并通过一个十字轴式万向节与一个圆轮的轴相连接；所述检测装置由探头组、探头架、探头水箱及探测工作台组成，探头架包括调节机构和丝杠和滑轨机构，置于探头水箱里，探头水箱设在探测工作台上，探头组安装在探头架上和探头水箱外侧；所述探头组包括涡流探头组、超声波水浸点聚焦探头组，所述超声波水浸点聚焦探头组由一组纵向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头B、C和一组横向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头A、D组成，两两一组，每组内两个探头架结构相同，其中探头B、C安装在2个探头架上，垂直于被检工件轴线、上下偏置，分别连接有水平移动、垂直移动和旋转移动3套调节机构，位于探头水箱进料侧和与之相对的箱壁上，靠垂直于进料侧的前壁，并通过丝杠和滑轨机构与探头水箱分别在上下、前后方向上移动连接；所述探头A、D安装在2个所述探头架上，在轴母线平面内与被检工件前进方向成正反向倾斜偏置，分别连接有水平移动、垂直移动和旋转移动3套调节机构，且分别安装在探头水箱进料侧和与之相对的箱壁上，靠垂直于进料侧的后壁，并通过丝杠和滑轨机构与探头水箱分别在上下、前后方向上移动连接；所述涡流探头组由涡流点式探头和涡流穿过式探头组成，所述两个探头分别设有水平移动和垂直移动两套调节机构，分别安装于探头水箱的外侧两壁；所述探头水箱与探测工作台在水平、垂直面上移动连接，其两侧开有被检工件进、出口孔，内设进水口、放水口；所述检测显示和记录装置包括超声波探伤仪、涡流探伤仪、工业PC机，分别与检测装置中探头组、自动控制装置中控制电路电连接；所述探头组的检测信号分别与超声波探伤仪、涡流探伤仪连接，所述两个探伤仪检测输出端信号至工业PC机，超声波探伤仪、涡流探伤仪及工业PC机在实时检测时给出的声响报警信号与自动控制装置电连接；所述自动控制装置包括可编程序PLC组成的控制电路、传感器、液位自动控制器、气缸和操作台，与水泵连接的液位自动控制器、位置感应传感器和高低液位传感器、检测显示和记录装置中超声波探伤仪和涡流探伤仪、操作台气缸及传送机构中的电机分别与控制电路连接，控制电路输出信号接至检测显示和记录装置中带打印机的工业PC机，位置感应传感器设在传送机构上，高低液位传感器，设在水箱上，通过探针与液面接触；所述两个圆轮组成的一组支承轮，其轴线错开距离为当被检工件放置在2个圆轮上时，保证被检工件最高点要高于圆轮的最高点；所述各个圆柱辊与三轮驱动器的间距为小于等于400mm；所述可调夹角α计算式为L＝2πrsinα，其中L为每转一周前进的距离为螺距；所述位置传感器安装在具有小压紧轮的气缸支臂上，垂直放置，指向装载被检工件位置；所述超声波水浸点聚焦探头组中，在靠探头水箱后壁的两个探头A、D安装在探头架上的蜗杆和蜗轮末端，于被检工件轴母线平面上，前后反向偏置，即一个前进方向偏置，另一个后退方向偏置，并通过蜗杆和蜗轮与丝杠和滑轨机构旋转连接；靠探头水箱前壁的两个探头B、C安装在与被检工件水平方向，上下反向偏置，即一个探头在方向上偏上设置，另一个探头在方向上偏下设置，并且两个探头在水平面内通过一对齿轮啮合丝杠和滑轨机构传动实现旋转连接；
所述调节机构为手动调节手轮，安装在探头架上蜗杆、丝杠的丝杆或齿轮的转轴上；所述超声波水浸点聚焦探头组中的探头上下移动的范围是80mm，前后移动的范围是50mm；安装在与被检工件轴线平面垂直平面上的两个探头A、D，当角度为0°时，探头A、D垂直向下，与被检工件轴线平行的垂直平面内在-30°到30°范围内旋转，从正反向双向探测横向缺陷；安装在与被检工件水平方向的两个探头B、C，在水平面内旋转60°，当角度为0°时，与被检工件垂直，当角度为-30°和30°时，与被检工件轴线成60°角和120°角，从正反向双向探测纵向缺陷；所述探测工作台上设有丝杠和滑轨机构，通过丝杠和滑轨与两套探头组和探头水箱在水平面前后移动连接；探测工作台下亦设有丝杠和滑轨机构，通过丝杠和滑轨与两套探头组和探头水箱在垂直面升降移动连接。
本发明具有如下优点1.能保证管材的检验质量，检测效率高，检验质量好。本发明采用的机械设计方案，具有多个调节自由度，能实现涡流穿过式、旋转点式和超声内外壁纵横向缺陷的正反向双向探伤一次性完成等多功能；通过合理的结构设计，实现对小缺陷的精密探伤，并保证不会误检和漏检，通过传感器组和自动化控制方案，能准确地给出被检管材的缺陷分布情况及各个缺陷的严重程度，并且探测灵敏度高。
2.厂房占用面积小、投资少。由于本发明采用组合式探头结构设计，将超声波探伤的多探头与涡流探伤的多探头调节机构设计在一个合理的空间中，用一套电机同时驱动涡旋检测线和涡穿检测线，可同时或分时进行超声探伤和/或涡流探伤，各个传动辊与三轮驱动器的间距为小于等于400mm，其启/停受工件是否在该位置的位置传感器的控制，两个探头组中的所有探头在传动方向上的距离在250mm左右，检测装置采用分级式数字信号处理技术，用纸带记录仪式的记录方式给出被检工件的缺陷分布情况及各个缺陷的严重程度，使被测工件受检时的跳动小于100微米，在动态状态下实现精密检测，这不仅保证了探伤的准确可靠性，而且减少了厂房占用面积、降低了成本，经济实用。
3.本发明易操作，可广泛应用于航天、航空、核电、舰船、石化、钢铁等重要工业领域的精密管材的无损检测，同时也适用于精密棒材的无损检测。
图1为本发明结构示意图。
图2-1为图1中涡穿检测线传送机构示意图。
图2-2为图2-1的侧视图。
图3-1为图1中涡旋检测线传送机构示意图。
图3-2为图3-1的工作原理图。
图4为图1中三轮动器与传动辊及电机连接示意图。
图5为本发明水箱与横向缺陷超声探头安装示意图。
图6为本发明水箱与纵向缺陷超声探头安装示意图。
图7为本发明探头分布及检测原理示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明如图1、2-1、2-2、3-1、3-2、4所示，本发明由传送机构、检测装置、检测显示和记录装置及自动控制装置组成，其中所述传送机构为直流调速电机11、传送辊道12和三轮驱动器13构成的涡旋检测线A和涡穿检测线B，所述涡穿检测线B的传送辊道12为一组带有“V”形凹槽的圆柱辊121，固装在进料和出料用传动机构的工作台架14上，在靠近探头组两侧的两个圆柱辊121上面，分别设有一个用自动控制装置中气缸45带动的小压紧轮132，以防被检工件在运行过程中发生振动，圆柱辊121轴的一端通过齿形带111与固装在工作台架14面下、支座上的直流驱动电机11输出轴连接，另一端安装一主动锥齿轮15，与涡旋检测线A中三轮驱动器13相连，被检工件5放在圆柱辊121“V”形槽内；电机11的动力经齿形带111传递至圆柱辊121，带动圆柱辊121转动，从而带动放在圆柱辊121“V”形槽内的被检工件5向前移动；所述涡旋检测线A为一组由1个压紧轮132、2个圆轮131构成的三轮驱动轮器13结构，其中两个圆轮131组成一组支承轮，尺寸相同、轴线错开距离并列放置，两个圆轮131轴线与被检工件5轴线成可调夹角α，一起安装在小平台133上，所述小平台133以一点为轴可旋转地安装在台架14上，每一组支承轮的上面安设一个用自动控制装置中气缸45带动的小压紧轮132，三个轮中间留有卡放被检工件5的空间；一从动锥齿轮15′与所述涡穿检测线中圆柱辊121轴另一端装有的主动锥齿轮15相啮合，并通过一个十字轴式万向节16与一个圆轮131的轴相连接；所述主、从锥齿轮15、15′的轴交角为90°，动力传递方向旋转了90°；所述两个圆轮131组成的一组支承轮，其轴线错开距离为当被检工件5放置在2个圆轮131上时，保证被检工件5最高点要高于圆轮131的最高点；涡旋检测线A和涡穿检测线B工作原理由于传送机构中的传送辊道12和三轮驱动器13通过一对锥齿轮15、15′和一个十字轴式万向节16相连接，构成一台电机11同时驱动涡旋检测线A和涡穿检测线B，电机11的启/停同时受涡穿检测线B上的红外位置感应传感器46是否感应到该处有被检工件5的控制，涡旋检测线A的三轮驱动器13中的一个小压紧轮132由一个气缸45带动，也受所述涡旋检测线A上红外位置感应传感器45是否感应到该处有被检工件5的控制；所述涡旋检测线A的三轮驱动器13与电机11的连接是通过有“V”形凹槽的圆柱辊121，圆柱辊121转动，带动十字万向节16和主、从锥齿轮15、15′转动，从而带动三轮驱动器13中的一个圆轮131转动，实现涡旋检测线A和涡穿检测线B同时工作；具体是两个圆轮131中之一的轴通过十字轴式万向节16与从动锥齿轮15′轴相连，所以当电机11转动时，带动有“V”形凹槽的圆柱辊121及其轴上的主动锥齿轮15转动，主动锥齿轮15带动与之相啮合的从动锥齿轮15′转动，从动锥齿轮15′通过十字轴式万向节16带动支承轮中一个圆轮131转动，三轮驱动器13中的一个圆轮131旋转就带动了被检工件5一面转动、一面前进。
所述三轮驱动器13的两个支承轮的轴线与被检工件5轴线不是相互平行，而是构成一夹角α，所以支承轮与被检工件5之间的摩擦力(与轮的轴线垂直)F可以分解成两个分力F1＝Fcosα和F2＝Fsinα，F1和被检工件垂直使被检工件5旋转，F2和被检工件5平行，推其前移(见图3-2)。被检工件5一面旋转一面前进，每转一周前进的距离为螺距L，L＝2πrsinα。因为支承轮设在可旋转的小平台133上，所以α可调，也就是螺距可调，两个圆轮131的轴间距离可调，所以，本发明可以适应不同直径的被检工件5；所述各个圆柱辊121与三轮驱动器13的间距为小于等于400mm。
如图1、5、6所示，所述检测装置由探头组、探头架、探头水箱24及探测工作台25组成；所述探头组包括涡流探头组、超声波水浸点聚焦探头组22，探头架包括调节机构26和丝杠和滑轨机构27，置于探头水箱24里，探头水箱24设在探测工作台25上，探头组安装在探头架上和探头水箱24外侧；所述超声波水浸点聚焦探头组22由一组纵向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头B222、C223和一组横向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头A221、D224组成，两两一组，每组内两个探头架结构相同，其中探头B222、C223安装在2个探头架(图6示出了其中的一个)上，垂直于被检工件5轴线、上下偏置，分别设有水平移动、垂直移动和旋转移动3套调节机构26，且分别安装在探头水箱24进料侧和与之相对的箱壁上(靠垂直于进料侧的前壁)，并通过丝杠和滑轨机构27与探头水箱24分别在上下、前后方向上移动连接；所述探头A221、D224安装在2个所述探头架(图5示出了其中的一个)上，在轴母线平面内与被检工件5前进方向成正反向倾斜一定角度，分别连接有水平移动、垂直移动和旋转移动3套调节机构26，且分别安装在探头水箱24进料侧和与之相对的箱壁上(靠垂直于进料侧的后壁)，并通过丝杠和滑轨机构27与探头水箱24分别在上下、前后方向上移动连接；在靠探头水箱24后壁的两个探头A221、D224安装在探头架(如图5所示)上的蜗杆29和蜗轮29′末端，于被检工件5轴母线平面上，前后反向偏置，即一个前进方向偏置，另一个后退方向偏置，并通过蜗杆29和蜗轮29′与丝杠和滑轨机构27旋转连接；靠探头水箱24前壁的两个探头B222、C223安装在与被检工件5水平方向，上下反向偏置，即一个探头在方向上偏上设置，另一个探头在方向上偏下设置，并且两个探头222、223在水平面内通过一对齿轮28啮合与丝杠和滑轨机构27传动实现旋转连接；所述涡流探头组由涡流点式探头21和涡流穿过式探头21′组成，所述两个探头分别设有水平移动和垂直移动两套调节机构(同图5中具有丝杠和滑轨机构27的水平移动和垂直移动调节机构27，分别安装于探头水箱24的外侧两壁；两个探头组中的所有探头在传动方向上的距离在250mm左右，不能大于300mm，调节机构26的调节螺距为0.5mm，角度调节精度0.5度，被检工件5受检时的跳动小于100微米，实现精密探测；所述调节机构26为手动调节手轮，安装在探头架上蜗杆29、丝杠的丝杆或齿轮的转轴上，所述的旋转和移动(均靠手调节手轮实现)计18个自由度；所述的探头水箱24上的每个探头架都能上下移动和前后移动，上下移动的范围是80mm，前后移动的范围是50mm，上下移动和前后移动采用丝杠和滑轨机构27；除了移动之外，探头还能在60°范围内旋转，有两个探头A221、D224的方向是垂直方向，当角度为0°时，探头A221、D224垂直向下，能在与被检工件轴线平行的垂直平面内从-30°旋转到30°，这两个探头用于从正反向双向探测横向缺陷，由被检工件5标准伤信号决定偏置角度；如图5所示，其中探头的旋转是用一个蜗杆29和蜗轮29′来完成的，探头和探头架一起上下移动和前后移动用丝杠和滑轨机构27完成；另外两个探头B222、C223为水平方向设置，探头B222、C223能和探头架一起上下移动和前后移动，还能在水平面内旋转60°，当角度为0°时，与被检工件5垂直，当角度为-30°和30°时(用于调整探头B222、C223声场轴线与被检工件5垂直)，探头B222、C223与被检工件5的轴线成60°角和120°角，这两个探头用于从正反向双向探测纵向缺陷；如图6所示，探头222、223在水平面内旋转是靠一对齿轮28啮合传动实现的，而所有的移动和旋转都要用手调节手轮来完成，探头的调节步长要小，不能大于0.5°和0.05mm，除此之外调节好之后能保持不变，不易松动；如图7所示，涡流点式探头21安装于探头水箱24外侧，当被检工件5螺旋前进时对其进行扫描检查，它的探测灵敏度很高；探头A221、D224为超声波水浸点聚焦探头，安装于探头水箱24内侧，探头A221和D224用于以正反向双向、探测被检工件5的内外壁横向缺陷，探头B222和C223用于以正反向双向、探测被检工件5的内外壁纵向缺陷，探头产生的横波传播路径为产生的横波经水耦合入射到被检工件5内，在其管状被检工件5内的内外壁上产生折射和反射，即从被检工件5外壁入射到内部时，产生折射，被检工件5内的折射波在被检工件5内的内外壁上产生反射，遇到缺陷时，原路返回到探伤仪，再由探伤仪送到工业PC机33记录、及自动控制装置进行控制；涡流穿过式探头21′安装于探头水箱24的另一壁外侧，用于在涡穿检测线B上探测那些超声检测方法难以发现的缺陷，如折叠、平滑的凹坑等；所述探头水箱24与探测工作台25在水平、垂直面上移动连接，其两侧开有被检工件5进、出口孔，内设进水口、放水口；所述探测工作台25上设有丝杠和滑轨机构(类同图5中的水平移动式丝杠和滑轨机构27，只是尺寸大)，通过丝杠和滑轨与两套探头组和探头水箱24在水平面前后移动连接；探测工作台25下亦设有丝杠和滑轨机构(类同图5中的垂直移动式丝杠和滑轨机构27，只是尺寸大)，通过丝杠和滑轨与两套探头组和探头水箱24可以在垂直面升降移动连接；检测显示和记录装置包括超声波探伤仪34、涡流探伤仪32、工业PC机33，分别与检测装置中探头组、自动控制装置中控制电路43电连接；所述探头组的检测信号分别与超声波探伤仪34、涡流探伤仪32连接，由超声波探伤仪34、涡流探伤仪32检测输出闸门区的检测信号、最大伤信号通过信号电缆传输给工业PC机33，超声波探伤仪34、涡流探伤仪32及工业PC机33在实时检测时给出的声响报警信号与自动控制装置电连接；所述超声波探伤仪34采用HS510型数字式超声波探伤仪，涡流探伤仪32采用EEC-96型数字式涡流探伤仪，对探头组的检测信号进行前级数字信号予处理，将报警闸门区的检测信号、最大伤信号通过信号电缆传输给工业PC机33，再通过探伤软件处理这些信号，以纸带记录仪式的记录方式给出被检工件5的缺陷分布情况及各个缺陷的严重程度，并可通过与工业PC机33相连的打印机31打印出，两种探伤仪33、34和工业PC机33在实时检测时给出声响报警讯号，并将报警信号通过电缆传给自动控制装置；所述自动控制装置包括可编程序PLC组成的控制电路43、传感器、液位自动控制器41、气缸45和操作台44，与水泵42连接的液位自动控制器41、位置传感器、高低液位传感器46、47、检测显示和记录装置中超声波探伤仪34和涡流探伤仪32、操作台44、气缸45及传送机构中的电机11分别与控制电路43连接，位置感应传感器46设在传送机构上，高低液位传感器47，设在水箱24上，通过探针与液面接触；所述位置传感器46为红外感应位置传感器，安装在具有小压紧轮132的气缸45支臂上，垂直放置，指向装载被检工件5位置；所述自动控制装置以控制电路43中可编程序PLC为核心在其控制软件程序的管理下，根据操作台44的按钮开关信号、红外位置感应传感器46信号、液位自动控制器41信号、数字式超声波探伤仪34和涡流探伤仪32的报警信号、工业PC机33的报警信号等信号，分别控制直流调速电机11电源的开关、各个电机11的启/停、水泵42的启/停、各个气缸45电磁阀的启/停，以及以声或光显示检测状态，使检测过程在程序的控制下自动进行并进行系统的自动保护。
本发明的功能及主要技术参数为1.可探测管径范围Φ6-Φ60mm；2.可探测管长范围0.6米至10米或更长；3.最大扫查线速度120米/分钟(重复频率2kHz)；4.探伤灵敏度超声按GB/T5777可达C3级，即可探测当量尺寸为壁厚3％的缺陷，实际可探出0.03mm深的细小缺陷，涡流按GB/T7735可达B级，即可探Φ0.5mm当量的缺陷；在本实施例中被检工件5分别为Φ6×1及Φ12.7×1.27的管材，对其上严重的长裂纹缺陷，轻微的点状(1mm)缺陷或短小的线状(＜3mm)缺陷均可检出。
本发明所述检测显示和记录装置、自动控制装置中软件控制部分及硬件电路部分为现有技术。
权利要求
1.一种管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于由传送机构、检测装置、检测显示和记录装置及自动控制装置组成，其中传送机构为电机(11)、传送辊道(12)和三轮驱动器(13)构成的涡旋检测线(A)和涡穿检测线(B)，所述涡穿检测线(B)的传送辊道(12)为一组带有“V”形凹槽的圆柱辊(121)，固装在进料和出料用传动机构的工作台架(14)上，在靠近探头组两侧的两个圆柱辊上面，分别设有一个用自动控制装置中气缸(45)带动的小压紧轮(132)，圆柱辊(121)轴的一端通过齿形带(111)与固装在工作台架(14)面下、支座上的直流驱动电机(11)输出轴连接，另一端安装一主动锥齿轮(15)，与涡旋检测线(A)中三轮驱动器(13)相连，被检工件(5)放在圆柱辊(121)“V”形槽内；所述涡旋检测线(A)为一组由1个压紧轮(132)、2个圆轮(131)构成的三轮驱动轮器(13)结构，其中两个圆轮(131)组成一组支承轮，尺寸相同、轴线错开距离并列放置，两个圆轮(131)轴线与被检工件(5)轴线成可调夹角α，一起安装在小平台(133)上，所述小平台(133)以一点为轴可旋转地安装在台架(14)上，每一组支承轮的上面安设一个用自动控制装置中气缸(45)带动的小压紧轮(132)，三个轮中间留有卡放被检工件(5)的空间；一从动锥齿轮(15′)与所述涡穿检测线(B)中圆柱辊(121)轴另一端装有的主动锥齿轮(15)相啮合，并通过一个十字轴式万向节(16)与一个圆轮(131)的轴相连接；所述检测装置由探头组、探头架、探头水箱(24)及探测工作台(25)组成，探头架包括调节机构(26)和丝杠和滑轨机构(27)，置于探头水箱(24)里，探头水箱(24)设在探测工作台(25)上，探头组安装在探头架上和探头8水箱(24)外侧；所述探头组包括涡流探头组、超声波水浸点聚焦探头组(22)，所述超声波水浸点聚焦探头组(22)由一组纵向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头B、C(222、223)和一组横向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头A、D(221、224)组成，两两一组，每组内两个探头架结构相同，其中探头B、C(222、223)安装在2个探头架上，垂直于被检工件(5)轴线、上下偏置，分别连接有水平移动、垂直移动和旋转移动3套调节机构(26)，位于探头水箱(24)进料侧和与之相对的箱壁上，靠垂直于进料侧的前壁，并通过丝杠和滑轨机构(27)与探头水箱(24)分别在上下、前后方向上移动连接；所述探头A、D(221、224)安装在2个所述探头架上，在轴母线平面内与被检工件(5)前进方向成正反向倾斜偏置，分别连接有水平移动、垂直移动和旋转移动3套调节机构(26)，且分别安装在探头水箱(24)进料侧和与之相对的箱壁上，靠垂直于进料侧的后壁，并通过丝杠和滑轨机构(27)与探头水箱(24)分别在上下、前后方向上移动连接；所述涡流探头组由涡流点式探头(21)和涡流穿过式探头(21′)组成，所述两个探头分别设有水平移动和垂直移动两套调节机构，分别安装于探头水箱(24)的外侧两壁；所述探头水箱(24)与探测工作台(25)在水平、垂直面上移动连接，其两侧开有被检工件(5)进、出口孔，内设进水口、放水口；所述检测显示和记录装置包括超声波探伤仪(34)、涡流探伤仪(32)、工业PC机(33)，分别与检测装置中探头组、自动控制装置中控制电路(43)电连接；所述探头组的检测信号分别与超声波探伤仪(34)、涡流探伤仪(32)连接，所述两个探伤仪检测输出端信号至工业PC机(33)，超声波探伤仪(34)、涡流探伤仪(32)及工业PC机(33)在实时检测时给出的声响报警信号与自动控制装置电连接；所述自动控制装置包括可编程序PLC组成的控制电路(43)、传感器、液位自动控制器(41)、气缸(45)和操作台(44)，与水泵(42)连接的液位自动控制器(41)、位置感应传感器和高低液位传感器(46、47)、检测显示和记录装置中超声波探伤仪(34)和涡流探伤仪(32)、操作台(44)气缸(45)及传送机构中的电机(11)分别与控制电路(43)连接，控制电路(43)输出信号接至检测显示和记录装置中带打印机(31)的工业PC机(33)，位置感应传感器(46)设在传送机构上，高低液位传感器(47)，设在水箱(24)上，通过探针与液面接触。
2.按照权利要求1所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述两个圆轮(131)组成的一组支承轮，其轴线错开距离为当被检工件(5)放置在2个圆轮(131)上时，保证被检工件(5)最高点要高于圆轮(131)的最高点。
3.按照权利要求1所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述各个圆柱辊(121)与三轮驱动器(13)的间距为小于等于400mm。
4.按照权利要求1所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述可调夹角α计算式为L＝2πrsinα，其中L为每转一周前进的距离为螺距。
5.按照权利要求1所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述位置传感器(46)安装在具有小压紧轮(132)的气缸(45)支臂上，垂直放置，指向装载被检工件(5)位置。
6.按照权利要求1所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述超声波水浸点聚焦探头组(22)中，在靠探头水箱(24)后壁的两个探头A、D(221、224)安装在探头架上的蜗杆和蜗轮(29、29′)末端，于被检工件(5)轴母线平面上，前后反向偏置，即一个前进方向偏置，另一个后退方向偏置，并通过蜗杆和蜗轮(29、29′)与丝杠和滑轨机构(27)旋转连接；靠探头水箱(24)前壁的两个探头B、C(222、223)安装在与被检工件(5)水平方向，上下反向偏置，即一个探头在方向上偏上设置，另一个探头在方向上偏下设置，并且两个探头(222、223)在水平面内通过一对齿轮(28)啮合丝杠和滑轨机构(27)传动实现旋转连接。
7.按照权利要求1所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述调节机构(26)为手动调节手轮，安装在探头架上蜗杆(29)、丝杠的丝杆或齿轮的转轴上。
8.按照权利要求1或6所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述超声波水浸点聚焦探头组(22)中的探头上下移动的范围是80mm，前后移动的范围是50mm；安装在与被检工件(5)轴线平面垂直平面上的两个探头A、D(221、224)，当角度为0°时，探头A、D(221、224)垂直向下，与被检工件(5)轴线平行的垂直平面内在-30°到30°范围内旋转，从正反向双向探测横向缺陷；安装在与被检工件(5)水平方向的两个探头B、C(222、223)，在水平面内旋转60°，当角度为0°时，与被检工件(5)垂直，当角度为-30°和30°时，与被检工件(5)轴线成60°角和120°角，从正反向双向探测纵向缺陷。
9.按照权利要求1所述管棒材超声和涡流复合自动检测装置，其特征在于所述探测工作台(25)上设有丝杠和滑轨机构，通过丝杠和滑轨与两套探头组和探头水箱(24)在水平面前后移动连接；探测工作台(25)下亦设有丝杠和滑轨机构，通过丝杠和滑轨与两套探头组和探头水箱(24)在垂直面升降移动连接。
全文摘要
一种管棒材超声和涡流复合自动检测装置，由传送机构、检测装置、检测显示和记录装置及自动控制装置组成，其中传送机构为电机、传送辊道和三轮驱动器构成的涡旋检测线和涡穿检测线，涡穿检测线通过主从动锥齿轮及万向节与涡旋检测线相连；检测装置由探头组、探头架、探头水箱组成，探头架包括调节机构和丝杠和滑轨机构，置探头水箱里，探头组安装在探头架上和探头水箱外，包括涡流探头组、超声波水浸点聚焦探头组，超声波水浸点聚焦探头组为一组纵向缺陷探测用2个超声波水浸点聚焦探头B、C和一组横向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头A、D，与检测显示和记录装置、自动控制装置电连接。它占用面积小、投资少、检测效率高、检验质量好。
文档编号G01N29/04GK1409107SQ0112822
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月29日 优先权日2001年9月29日
发明者蔡桂喜, 董瑞琪, 陈晞, 高俊武, 董浩存, 高啸峰, 张薇 申请人:中国科学院金属研究所