专利名称：用于超声波检测头的与检测头位置相关的自动入声角调节的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对构件进行超声波检测的设备和所述设备的应用。此外，本发明涉及一种用于对构件进行超声波检测的方法。
背景技术：
在大量技术应用场合中，构件经受超声波检测，以便评估构件的质量或者其磨损或者其运行负载。例如，汽轮机叶片在装入的状态下被检测在不可触及的叶片根部中的裂纹。
在对复杂几何形状进行超声波检测时，例如叶身的叶片根部在传声路径保持相同的情况下仅能够很难地实现以保持相同的、垂直的方式来声透射到预期出现缺陷的区域上。当上面运行有检测头的表面与检测表面相比完全不同地弯曲时，有时需要:沿着检测轨道连续地且彼此无关地改变检测头的入声角或偏斜角。
至今为止，必须借助高的灵敏度损失和强烈限制的检测区域进行检测或者构建实现在分散的检测头位置之上的全部可能的入声位置和偏斜角的造型件。然而，这使得将检测头从一个位置改装到下一位置是必需的进而与显著的时间耗费联系在一起。此外，不以相同大的灵敏度检测分散的位置之间的区域。发明内容
因此，本发明的第一目的是，提供一种用于对构件进行超声波检测的改进的设备。本发明的第二目的在于，提供一种用于进行超声波检测的改进的设备的应用。本发明的第三目的在于，提供一种用于对构件的表面进行超声波检测的有利的方法。
第一目的通过根据权利要求1所述的用于对构件进行超声波检测的设备来实现。第二目的通过根据权利要求8所述的应用来实现。第三目的通过根据权利要求11所述的用于进行超声波检测的方法来实现。从属权利要求包含本发明的其他有利的设计方案。
用于对构件进行超声波检测的根据本发明的设备包括至少一个超声波检测头和引导单元。构件包括表面。弓I导单元构造成，使得检测头能够在至少一个移动方向上连续地运动。在此，引导单元构造成，使得检测头的关于构件的表面的入声角，也称作偏斜角，同时连续地变化。特别地，引导单元能够构造成，使得在沿着至少一个移动方向连续地运动期间检测头的偏斜角根据所述检测头的声束到构件的要检测的表面上的垂线同时连续地变化。
相对于表面的入声角或者偏斜角在本发明的上下文中理解为表面的面法线和声束的传播方向之间的角度。
优选地，引导单元能够构造成，使得检测头能够在移动方向上沿着构件的表面连续地运动。有利地，引导单元包括至少一个导轨，检测头能够沿着所述导轨连续地运动。特别地，引导单元能够包括至少一个引导滑块，检测头能够被固定在所述引导滑块上或者已固定在所述引导滑块上。有利地，引导单元能够构造成，使得能够借助于引导滑块而沿着导轨引导检测头。
例如，引导单元包括笼式件(KSfig )，检测头和/或引导滑块能够在所述笼式件之内运动。借助根据本发明的设备，为关于引导单元的每个检测头位置预设确定的偏斜角。因此，超声波检测头的检测头位置和相应的偏斜角能够依据路径以沿着轨道引导的方式进行调节。由此，复杂的构件的、尤其汽轮机和燃气轮机的复杂的构件的、例如汽轮机叶片的检测与至今为止相比可以变得明显更加简单和显著更加快速。引导单元例如能够包括第一引导元件和第二引导元件。借助第一引导元件例如能够确定检测头的位置。借助第二引导元件例如能够确定检测头的入声角。有利地，引导单元能够包括至少一个弯曲的导轨和/或至少一个弯曲的引导元件。弯曲的引导元件或弯曲的导轨例如能够关于检测表面凸形地构造成。根据本发明，之前描述的根据本发明的设备应用于在涡轮机部件上进行超声波测量。所述根据本发明的应用的特征例如能够在于:涡轮机部件为汽轮机部件，例如汽轮机叶片或者汽轮机叶片根部。在根据本发明的用于对构件进行超声波检测的方法的范围内，超声波检测头能够在至少一个移动方向上连续地运动。同时，连续地改变检测头关于构件的表面的偏斜角或者入声角。有利地，能够在移动方向上沿着构件的表面运动超声波检测头。例如，在沿着移动方向连续运动期间，同时连续地根据所述检测头的声束到构件的要检测的表面上的垂线来改变检测头的偏斜角。特别地，偏斜角通过围绕垂直于移动方向的轴线转动检测头来改变。原则上，能够借助于引导滑块沿着至少一个导轨引导检测头。为此，检测头能够固定在引导滑块上。根据本发明的应用和根据本发明的方法原则上具有与用于进行超声波检测的根据本发明的设备相同的优点。
下面，根据实施例在参考附图的情况下详细描述本发明的其他的优点、特征和特点。图1示意地示出具有根据现有技术的用于进行超声波检测的设备的汽轮机叶片的一部分的立体图。图2示意地示出具有根据本发明的用于进行超声波检测的设备的汽轮机叶片的一部分的立体图。
具体实施例方式图1示意地示出汽轮机叶片I的一部分。汽轮机叶片I包括叶身7和叶片根部4。叶身7连接到叶片根部4上。用附图标记6标出涡轮叶片I的在图1中要检测的表面。用于进行超声波检测的设备2的下侧17安置到构件上。用于进行超声波检测的设备2包括多个凹部3，各一个超声波检测头能够装入到所述凹部中。在此，凹部3在其X方向上的位置方面是不同的。此外，每个凹部3包括纵轴线18，图1中仅示例地为一些凹部3绘出纵轴线。凹部3除其在X方向上的位置之外也在其相应的纵轴线18关于要检测的表面6或者关于设备2的下侧17的定向方面是不同的。相应的凹部3的纵轴线18确定分别装入到凹部中的超声波检测头的偏斜角。
借助于图1中示出的用于进行超声波检测的设备2仅能够获得关于在X方向上的入声位置和入声角或者偏斜角的分散的检测头位置。
图2示意地示出具有根据本发明的用于进行超声波检测的设备5的汽轮机叶片I的一部分的立体图。根据本发明的用于进行超声波检测的的设备5包括下侧17，所述下侧安置到汽轮机叶片I的要检测的表面6上。
根据本发明的用于进行超声波检测的设备5包括引导单元8和引导把手20。借助于引导把手20能够定位成型件。
引导单元8包括开口 19。开口 19通过上部的导轨13和下部的导轨14限界。上部的导轨13包括引导元件15。下部的导轨14包括引导元件16。在开口 19之内设置有引导滑块9。引导滑块9构造成，使得所述引导滑块能够在开口 19之内沿着导轨13和14运动。在图2中通过附图标记12标识运动方向或移动方向。
在图2中，导轨13和14或开口 19以相对于下侧17拱起的方式构造，尤其相对于要检测的表面或者检测表面6凸形向外拱起地构造。所述设计方案引起:引导滑块9相对于图2中说明的坐标系在沿X方向运动的同时也沿y方向运动。替选于此，也可以将开口19或者导轨13和14构造成是平面的。在该情况下，引导滑块9仅能够在X方向上运动。
引导滑块9包括用于超声波检测头11的凹部10。超声波检测头能够装入到凹部10中。凹部10包括与检测头11的限定的定向一致的轴线18。因此，超声波检测头11的位置进而检测头位置和超声波检测头11相对于检测表面6的偏斜角通过引导滑块9相对于检测表面6的位置来确定。
上部的导轨13的引导元件15和下部的导轨14的引导元件16匹配于相应的检测表面6而构造，使得引导滑块9在移动运动12的过程中至少部分地围绕垂直于相应的移动方向12的轴线旋转。在图2中，引导滑块9在沿X方向或者y方向运动期间围绕z轴线旋转。在此，纵轴线18的方向进而相对于检测表面6的入声角或者偏斜角同时变化。
在图2中，引导滑块9构造为笼式件，在所述笼式件中存在检测头11。引导滑块9或者笼式件经由两个独立的、沿着检测表面6三维地成型的轨道13和14引导。在此，下部的导轨或者轨道14限定检测头11在表面6上的位置。上部的轨道或者导轨13大致更大地开槽并且通过第一轨道或者第一导轨14的位置差来限定检测头11的偏斜角。引导元件15和16接合到引导滑块9或者笼式件上的相应的凹部中并且实现相应的偏斜角。引导元件15在运动方向12上跟随引导元件16，并且因此能够使整个引导滑块9或者笼式件转动(偏斜)。
借助于本发明可以通过正确地设置三维布置的两个轨道或导轨13和14依据路径以沿着轨道引导的方式调节超声波检测头11的检测头位置和偏斜角。由此，与至今为止相t匕，可以显著更加简单地、灵敏地和明显更快速地对负载的构件进行检测，例如对汽轮机叶片根部进行检测。
权利要求
1.用于对构件(I)进行超声波检测的设备(5)，所述设备包括至少一个超声波检测头(11)和引导单元(8)， 其特征在于， 所述引导单元(8 )构造成，使得所述检测头(11)能够在至少一个移动方向(12 )上连续地运动， 其中所述检测头(11)的关于所述构件(I)的表面(6)的偏斜角同时连续地变化。
2.根据权利要求1所述的用于进行超声波检测的设备(5)，其特征在于，所述引导单元(8)包括至少一个导轨(13，14)，所述检测头(11)能够沿着所述导轨连续地运动。
3.根据权利要求1或2所述的用于进行超声波检测的设备(5)，其特征在于，所述引导单元(8)包括至少一个引导滑块(9)，所述检测头(11)能够固定在所述引导滑块上。
4.根据权利要求3所述的用于进行超声波检测的设备(5)，其特征在于，所述引导单元(8)构造成，使得能够借助于所述引导滑块(9)沿着所述导轨(13，14)引导所述检测头(11)。
5.根据权利要求1至4之一所述的用于进行超声波检测的设备(5)，其特征在于，所述引导单元(8 )包括笼式件，所述检测头(11)和/或所述弓I导滑块(9 )能够在所述笼式件之内运动。
6.根据权利要求1至5之一所述的用于进行超声波检测的设备(5)，其特征在于，所述引导单元(8)包括第一引导元件(15，16)和第二引导元件(15，16)，借助所述第一引导元件能够确定所述检测头(11)的位置，借助所述第二引导元件能够确定所述检测头(11)的入声角。
7.根据权利要求1至6之一所述的用于进行超声波检测的设备(5)，其特征在于，所述引导单元(8)包括至少一个弯曲的导轨(13，14)和/或弯曲的引导元件(13，14，15，16)。
8.根据权利要求1至7之一所述的用于进行超声波检测的设备(5)的用于在涡轮机部件(I)上进行超声波测量的应用。
9.根据权利要求8所述的用于进行超声波检测的设备(5)的应用，其特征在于，所述涡轮机部件(I)为汽轮机部件。
10.根据权利要求9所述的用于进行超声波检测的设备(5)的应用，其特征在于，所述涡轮机部件(I)为汽轮机叶片。
11.用于对构件(I)进行超声波检测的方法，其特征在于， 能够在至少一个移动方向(12)上使检测头(11)连续地运动， 并且同时连续地改变所述检测头(11)关于所述构件(I)的表面(6)的偏斜角。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述偏斜角通过围绕垂直于所述移动方向(12 )的轴线转动所述检测头(11)来改变。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，借助于引导滑块(9)沿着至少一个导轨(13，14)引导所述检测头(11)。
全文摘要
本发明描述了一种用于对构件(1)进行超声波检测的设备(5)，所述设备包括至少一个超声波检测头(11)和引导单元(8)。引导单元(8)构造成，使得检测头(11)能够在至少一个移动方向(12)上连续地运动，其中检测头(11)的关于构件(1)的表面(6)的入声角同时连续地变化。
文档编号G01N29/22GK103201622SQ201180052351
公开日2013年7月10日 申请日期2011年10月12日 优先权日2010年10月28日
发明者米夏埃尔·克洛森-冯兰肯舒尔茨, 斯特凡·奥伯迈尔 申请人:西门子公司