专利名称：一种喷水式随动超声检测机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及丝材超声检测技术，特别提供了一种喷水式随动超声检测机构。
背景技术：
丝材在航空、航天、医用等领域有着广泛的应用。因其使用环境非常苛刻，对丝材的质量有着非常高的要求，而丝材在冶炼、轧制等过程中，有时会产生裂纹、气孔、夹杂等缺陷，如果此类缺陷不能被检出，将严重影响产品的使用安全，造成严重的后果。目前，超声检测的方法公认为是最有效的丝材检测手段之一。现有超声检测系统主要针对大型工厂流水式生产检测而设计制作的，多采用“非数字化螺旋式前进的机械扫查系统”，这种系统主要包括呈直线布置的“送料机构、检测单元、出料机构”和其它辅助的分选机构等。丝材的螺旋式前进靠胶轮驱动，胶轮转速调节丝材转速，胶轮角度调节丝材行进速度。这种方式存在以下问题(1)丝材螺旋前进速度只能控制在一定的范围 区间，参数设定误差较大。(2)丝材只能单方向螺旋前进，扫查形式单一，不利于缺陷的定性。(3)整个系统体积庞大。检测单元多为固定式水浸槽结构，探头及其调节机构固定布置在内部，丝材穿过水浸槽两侧的耦合套的检测方式。这种方式存在以下问题(1)探头、耦合套和丝材均是相对独立的，当丝材弯曲时，造成超声探头到工件的距离发生变化，引起检测参数的变化造成误判或漏判⑵当丝材直径稍大，刚性强一些，水槽两侧的耦合套不能够将其“校直”，丝材会卡在耦合套两侧，不能够实施检测(3)耦合套和丝材是刚性摩擦的，一般选用尼龙等材料，磨损损耗较大。(4) 一般水浸槽内部要安装水距参数的调节机构，造成水浸槽沿丝材轴向尺寸偏大，造成丝材两侧的检测盲区增大(5)水循环系统设计易造成气泡对检测结果的干扰。本发明特别提供一种喷水式随动超声检测机构，检测单元跟随丝材径向运动，可以实现丝材内部、表面和近表面缺陷高灵敏度、高效率自动化检测、记录和评估。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷水式随动超声检测机构。本发明设计制造了一种由轻质材料、水循环系统、耦合部件等构成的小型“喷水式随动超声检测机构”，取代体积较大的水浸槽。检测单元(1)被巧妙地设计成随动的接触方式，检测单元(1)在管材轴向方向的长度最小只有20mm。这样，当棒材存在一定的不直度时，该单元能够“随弯就弯”，确保探头(12)到检材中心线的距离不发生变化，从而能够获得最佳的参数保持性能，而且对检材的不直度有了更好的适用性。本发明提供了一种喷水式超声检测机构，由检测单元(1)和轴向移动单元(2)构成，检测单元(1)与轴向移动单元⑵柔性连接，检测单元(1)在被检测物体的径向具有自由度，被检测物体径向移动时，检测单元(1)跟随被检测物体径向运动，检测单元(1)在轴向刚性移动。这样，当棒材存在一定的不直度时，检测单元能够“随弯就弯”，确保探头到检材中心线的距离不发生变化，从而能够获得最佳的参数保持性能，而且对检材的不直度有了更好的适用性。本发明所述检测单元(1)由探头架(11)、探头(12)、2个耦合套(13)组成，探头架 (11)成环形结构，2个耦合套(13)置于探头架(11)两侧中心位置，探头(12)布置在探头 架上的定位孔内，丝材穿过耦合套(13)，与探头架(11)共同形成耦合用的沉积水腔。检测单元(1)通过对水循环系统的特殊设计，利用“沉积水”做耦合水，给气泡上浮留出时间和空间，从而有效的避免了气泡的干扰问题。本发明的优点(1)对丝材的规格、不直度的要求更加宽泛，适用范围更广。⑵缩小了丝材两端检测盲区。(3)良好的参数保持性能，低气泡干扰措施，确保高可靠性检测。 (4)降低了耦合部件的磨损率。(5)检测单元模块化设计，也可单独配合管材、棒材等系统使用。(6)多种运动扫查方式，更利于缺陷的定性判断，降低误报率。(7)数字化参数设置、 触摸屏自动控制，操作更加方便，减轻工作强度。(8)图像化结果显示，结果判断简易、直观。 (9)整机占地面积小，非常适用于研究所等生产使用单位的高精度高效检测。
图1为检测单元总体结构侧视图；图2为检测单元剖视图；图3为轴向移动单元剖视图。
具体实施例方式在图1、图3所示实施例中，检测单元(1)与轴向移动单元(2)柔性连接，检测单元⑴在丝材径向具有自由度，丝材径向运动时，检测单元⑴跟随丝材径向运动，检测单元(1)在轴向刚性移动，检测单元(1)在管材轴向方向的长度最小只有20mm，这样，当棒材存在一定的不直度时，检测单元能够“随弯就弯”，确保探头到检材中心线的距离不发生变化，从而能够获得最佳的参数保持性能，而且对检材的不直度有了更好的适用性；并且检测单元(1)去掉了螺杆式探头调节机构，而采用水距调节环的方式来调节检测参数，参数重复性高度一致，从而能够获得最佳的参数保持性能，而且大大缩小了丝材两端的检测盲区。本实施例所述喷水式随动超声检测机构，当采用多探头检测时，检测单元(1)与 “随动驱动结构”连接，采用Imm厚的钢板或其它材料的弹性板，沿检测丝材的径向方向折成 “Z”字型，使之沿丝材径向方向具有自由度，而沿丝材轴向方向具备必要的刚性，当采用单探头检测时，采用“吊挂式”连接，丝材穿过耦合套(13)，检测单元(1)吊在丝材上，当丝材具有不直度时，沿圆周方向检测单元(1)会随其摆动，轴向方向刚性推动检测单元(1)沿轴向移动。根据探头数量与丝材直径，该“随动驱动机构”可依据该原理作特殊设计。本实施例所述喷水式超声检测机构，其检测单元⑴由探头架(11)、探头(12)、2 个耦合套(13)组成，探头架(11)成环形结构，2个耦合套(13)置于探头架(11)两侧中心位置，探头(12)布置在探头架上的定位孔内，丝材穿过耦合套(13)，与探头架(11)共同形成耦合用的沉积水腔。检测单元(1)通过对水循环系统的特殊设计，考虑水循环通道的位置， 进水口和出水口均高于探头(12)位置，在水泵的作用下，经过粗、细两道过滤，具有一定压力的水不直接进入探头(12)的声场作用空间，而是经过一定体积的流动空间，利用“沉积水”做耦合水，给气泡上浮留出充分的时间，从而有效的避免了气泡的干扰问题。为缓解耦合套(13)的磨损，除减重和随动措施外，另选取了水润滑的塑料轴承，依据丝材直径匹配聚四氟材质的耦合套，当丝材圆周转动时耦合套也会随着作转动，而且聚四氟材料 的水润滑性能也较好，从而降低了耦合套类易损物件的更换频率。
权利要求
1.一种喷水式随动超声检测机构，其特征在于所述喷水式随动超声检测机构由检测单元(1)和轴向移动单元(2)构成；检测单元(1)与轴向移动单元(2)柔性连接，检测单元 (1)在被检测物体的径向具有自由度，被检测物体径向移动时，检测单元(1)跟随被检测物体径向运动，检测单元(1)在轴向刚性移动。
2.按照权利要求1所述喷水式随动超声检测机构，其特征在于所述检测单元(1)由探头架(11)、探头(12)、2个耦合套(13)组成，探头架(11)成环形结构，2个耦合套(13) 置于探头架(11)两侧中心位置，探头(12)布置在探头架上的定位孔内，丝材穿过耦合套 (13)，与探头架(11)共同形成耦合用的沉积水腔。
全文摘要
一种喷水式随动超声检测机构，其特征在于所述喷水式随动超声检测机构由检测单元(1)和轴向移动单元(2)构成；检测单元(1)与轴向移动单元(2)柔性连接，检测单元(1)在被检测物体的径向具有自由度，被检测物体径向移动时，检测单元(1)跟随被检测物体径向运动，检测单元(1)在轴向刚性移动。本发明改变了传统检测仪器的结构形式，对丝材的规格、不直度要求更加宽泛，有效降低漏报率和误报率，专用控制检测软件实现夹持、旋转、扫查的数字化操作和缺陷信号的采集、处理和条形图显示，从而实现丝材内部、表面和近表面缺陷高灵敏度、高效率自动化检测、记录和评估。
文档编号G01N29/22GK102221578SQ201010146129
公开日2011年10月19日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者姜志民, 廉德良, 张绪胜, 魏天阳 申请人:中国科学院金属研究所