探测装置、旋转头和测试仪的制作方法

本发明涉及一种探测装置(sondeneinrichtung)，该探测装置具有至少一个围绕旋转轴线可旋转地安装的支承臂、至少一个与支承臂相连的探头(sonde)以及至少一个用于引导探头电缆的电缆引导件。此外，本发明还涉及旋转头(rotierkopf)以及测试仪，该旋转头具有至少一个这种类型的探测装置和至少一根在电缆引导件中得以引导的探头电缆，该测试仪具有至少一个这种类型的探测装置或具有至少一个这种类型的旋转头。

特别地，构造成旋转系统的测试仪被用于借助涡流法或漏磁法(streufluss-verfahren)来检测半成品的缺陷，如裂纹和缩孔。在这种类型的旋转系统中，探测装置布置在测试仪的可旋转的旋转头上。通过将旋转头连同布置在其上的探测装置一起旋转，同时长形的试样通过中心的贯穿口被推动穿过旋转头，使探测装置相对于试样在螺旋形路径上移动。为了能够检测到因试样的缺陷部位引起的磁场变化，为涡流法设置的探测装置的探头应当处于预定的距离或尽量靠近试样的表面。然而在漏磁法中，探头与试样接触并在试样的表面上滑动。

从de102012108241a1中已知一种探测装置或探头支架，其用于构造成旋转系统的、用于借助漏磁或涡流无损检测细长的试样的测试仪。该探头支架被设计成模块化的和可插拔的，使得测试仪能迅速地适应变化的试样直径。

其他已知的探测装置具有围绕枢轴点自由移动地安装的支承臂。探头布置在按照双侧杆的方式安装的支承臂的端部上，并且在支承臂的与该端部相对的端部上设置了配重体(gegengewicht)。如果试样例如不规则地通过旋转头的贯穿口移动，则探头由于支承该探头的支承臂的可旋转安装可以相应地避开。借助配重体和接合在支承臂上的弹簧可以调节探头与试样的表面相距预定距离的位置，并且必要时可以在旋转头的转速和试样的直径均给定的情况下调节探头对试样的压紧力。

为了在试样很大且旋转头具有相应的转速时探头不会从试样的表面抬起，由此中断漏磁法中的测试过程，因此在实践中倾向于过高地形成弹性力并从而过高地形成探头对试样的压紧力，或倾向于降低旋转头的转速。然而，大的压紧力会导致在试样表面上滑动的探头的磨损增加，同时旋转头转速的降低会导致试样的通过量降低。通常来说，由于转速和试样直径的影响，在实践中准确地调节涡流法中探头与试样表面的距离是困难的。此外，探头电缆会产生其它影响，这些探头电缆作为电缆弯曲部或圈从旋转头处的接口或入口延伸至探测装置并且在该探测装置的电缆引导件中经由探测装置的支承臂引导延伸至探头，以便确保支承臂的移动性。这些电缆弯曲部在旋转头转动时获得离心力并从而将扭矩施加到支承臂上，由此一来这些电缆弯曲部会影响压紧力或影响探头相对于试样的位置。

因此，本发明的任务在于提供探测装置、旋转头和测试仪，它们使探头相对于试样的调节得到简化。

该任务通过具有权利要求1的特征的探测装置、具有权利要求4的特征的旋转头以及具有权利要求5的特征的测试仪得以实现。

根据本发明，提出了一种探测装置，其中电缆引导件具有沿着支承臂从探头延伸至旋转轴线的第一端部部分和基本上起始于旋转轴线的第二端部部分。换句话说，第一端部部分和第二端部部分两者基本上都通过其端部中的一个紧靠在旋转轴线处，或其各自端部中的一个基本上定位在旋转轴线处，或其各自端部中的一个处于旋转轴线的高度。因此，第一端部部分和第二端部部分两者都与旋转轴线成一定角度。这会导致探头电缆在支承臂的旋转轴线的高度上被引导至探测装置或探测装置的探头，或从探测装置或探测装置的探头引离。所以，当探测装置和探头电缆作为旋转系统的旋转头的一部分旋转且获得离心力时，探头电缆不会将任何扭矩作用到支承臂上。因此，探头电缆也不会对探头位置的调节或探头对试样表面的压紧力产生任何影响。由此不仅能大大简化探头相对于试样的调节，此外还具有许多其它的优点。如此可以更有效地避免探头从试样的表面抬起，其中由于最佳调节的压紧力能减少探头的磨损。这样一来就延长了探测装置的维护间隔期。如果探测装置具有用于调节探头的位置或探头的压紧力的配重体，则省去对这些配重体的后续工作。旋转头所需的转速始终可以实现，并从而能实现最大的生产率。当与试样碰撞时，由于在非接触的旋转系统中一样更容易避开，因此探测端(sondenschuhen)的应变也减小。

一般来说，支承臂可以具有纵向轴线，其中纵向轴线和旋转轴线可以构造成彼此异面的。但支承臂或其纵向轴线也可以与旋转轴线相交。此外，探测装置可以具有多于一个的可旋转地安装的支承臂。因此，探头可以固定在两个或更多个相互平行布置的支承臂的端部上，这两个支承臂都可以围绕同一旋转轴线可旋转地安装。此外，还可以在支承臂上布置至少一个配重体以用于调节探头的压紧力或位置，该配重体的位置有利地可沿着支承臂进行调整。

探测装置的实施形式是可行的，在这些实施形式中，第一端部部分和第二端部部分直接相连。在这些情况下，这两个端部部分基本上在支承臂的枢转点处彼此合并。在探测装置的其它实施形式中，沿着旋转轴线延伸的电缆引导部分将第一端部部分和第二端部部分相互连接。例如，可以将第一端部部分从探头引导至旋转轴线或引导至支承臂的枢转点，该第一端部部分在此处通向平行于旋转轴线的电缆引导部分，该电缆引导部分又沿着旋转轴线从支承臂的枢转点引开并且远离该枢转点通向第二端部部分。

在根据本发明的探测装置中，支承臂可以按照单侧杆或双侧杆的方式进行安装。在这两种情况下，探头都可以在支承臂的端部或端部部分处与支承臂相连。若按照双侧杆的方式安装支承臂，则优选除了探头外将至少一个配重体固定在支承臂上，其中探头和配重体相对于支承臂的旋转轴线位于相对的侧面上，更确切地说是优选位于支承臂的相对的端部或端部部分处。

有利地，根据本发明的旋转头具有至少一个弹簧，该弹簧通过端部接合在探测装置的支承臂上。通过适当地选择支承臂上弹簧的接合点以及弹簧的弹簧常数可以有助于调节探头相对于试样的位置或探头对试样的压紧力。

根据本发明的测试仪优选具有至少一对探测装置，该至少一对探测装置的探头面向彼此布置。若将试样布置在探头之间或从中推过，则探头可以同时检测试样的两个彼此相对的侧面。

下面将根据附图对本发明进行更详细的阐述。图中显示：

图1示出了根据现有技术的具有两个探测装置的旋转头；

图2示出了根据现有技术的探测装置；

图3示出了根据本发明的旋转头的详细视图；

图4示出了根据本发明的探测装置。

图1示出了构造成旋转系统的测试仪的已知的圆形旋转头1。该旋转头1具有中心通孔2和两个构造基本相同的探测装置3和4。

探测装置3在图2中放大示出。该探测装置包括两个长形的支承臂5和6，这两个支承臂彼此平行布置并且借助基本居中布置的中间梁7彼此相连。在中间梁7的高度上，支承臂5和6按照双侧杆的方式围绕图2中虚线所示的旋转轴线8可旋转地安装。在支承臂5和6之间延伸的探头9由支承臂5和6的面向通孔2的端部保持住，而配重体10布置在支承臂5的背离通孔2的端部处。此外，探测装置2具有电缆引导件，该电缆引导件具有起始于探头9并沿着支承臂5延伸的第一端部部分11和紧接着第一端部部分11的第二端部部分12，其中第二端部部分12既不与旋转轴线8相交也不起始于旋转轴线8。电缆引导件被设置成用于容纳附图中为了清楚起见未示出的探头电缆。最后，螺旋弹簧13在中间梁7与配重体10之间的位置处接合在支承臂5上，因此接合在支承臂5的背离探头9的端部部分上。

探测装置4在其结构上基本与探测装置3相对应。特别地，探测装置4也具有固定在其支承臂的端部部分上的探头14。在探测装置4的支承臂的与探头14相对的端部设置配重体15。从图1的空间角度看，从探测装置4的电缆引导件仅可看到第二端部部分16。螺旋弹簧17与探测装置4的支承臂的背离探头14的端部部分处的端部接合在支承臂上电缆引导件的第二端部部分16与配重体15之间的位置处。

在旋转头1中以如下方式布置这两个探测装置3和4，使得这两个探测装置的各自的探头9和14相对于通孔2基本上径向相对。

在测试仪运行时，待被探头9和14检测的长形的试件被推动穿过通孔2，同时旋转头1围绕试件旋转。通过适当地选择探测装置3和4的配重体10和15以及接合在探测装置3和4上的螺旋弹簧13和17可以调节探头9和14在旋转头1旋转时要遵循的与试件表面的距离，或调节探头9和14压在试件的表面上的压紧力。

然而，当旋转头1转动时，容纳在探测装置3和4的电缆引导件中并且在从电缆引导件的第二端部部分12和16出来后弧状地延伸至旋转头1的接口或入口的探头电缆获得离心力。这些离心力又向可旋转安装的探测装置3和4施加杠杆作用，由此一来，探头9和14与试件表面的预调节的距离或这些探头对试件表面的压紧力受到影响。此外，这种影响也与旋转头1的相应的转速相关。

图3示出了根据本发明的旋转头18的详细视图，其中该问题已经克服。这主要归功于该旋转头的根据本发明的在图4中放大示出的探测装置19。类似于上述已知的探测装置3和4，根据本发明的探测装置19也包括两个彼此平行布置的长形的支承臂20和21。两个支承臂20和21按照双侧杆的方式围绕同一旋转轴线22可旋转地安装，该旋转轴线在图4中以虚线示出。在支承臂20和21之间延伸的探头23被保持在支承臂20和21端部处，而配重体24则布置在支承臂21与该端部相对的端部处。在探测装置19在旋转头18中处于已安装的状态时，探头23面向旋转头18的在图3的详细视图中不可见的通孔。在图3中未示出的且与探测装置19对应的第二探测装置以如下方式设置在旋转头18中，使得这些探测装置的各自的探头关于旋转头18的未示出的通孔基本上径向相对。

根据本发明的探测装置19主要通过其用于容纳探头电缆的电缆引导件与已知的探测装置3和4区别开来。对此，探测装置19的电缆引导件具有沿着支承臂20从探头23延伸至旋转轴线22的第一端部部分25。第二端部部分26基本上起始于旋转轴线22或与其形成一定角度。第一端部部分25和第二端部部分26借助电缆引导部分27连接，该电缆引导部分构造成空心轴沿着旋转轴线22延伸。在探测装置19在旋转头18中处于已安装状态时，第二端部部分26布置成相对于旋转头18是牢固的或是不可移动的，而支承臂20可围绕旋转轴线22旋转并因此可以相对于第二端部部分26进行旋转运动。探头电缆在支承臂20倾斜时可以在中空的电缆引导部分27内灵活地转动，而不会明显改变该探头电缆相对于旋转轴线22的位置或距离。在支承臂21上设置与支承臂20的电缆引导件相对应的电缆引导件。

由于该特别的电缆引导件具有朝向旋转轴线22的第一端部部分25、起始于旋转轴线22的第二端部部分26和平行于旋转轴线22的电缆引导部分27，因此可以以如下方式引导在图3和4中为清楚起见未示出的探头电缆，使得在旋转头18旋转时，离心力对根据本发明的探测装置19的影响可以被减少到最低限度。特别地，在根据本发明的探测装置19中没有出现受到这种离心力并将该离心力传递到支承臂20和21的任何电缆弯曲部。当例如支承臂20围绕旋转轴线22旋转时，探头电缆可以在中空的电缆引导部分27内自由地弯曲，而不改变其形状或不从旋转轴线22离开，从而不能由于旋转头18的旋转而向探测装置19施加力。因此，探测装置19可以根据探头23的重量经由配重体24被平衡一次。经过平衡的探测装置19继而在旋转头18的整个直径和转速范围内均等地运转。试样上的压紧力或探头23与试样表面的距离仅由与离心力无关的力产生，例如由扭力弹簧产生。

在根据本发明的探测装置的另一个实施形式中，中空的电缆引导部分被省去并且第一端部部分与第二端部部分直接相连。

参考标记列表

1.旋转头

2.通孔

3.探测装置

4.探测装置

5.支承臂

6.支承臂

7.中间梁

8.旋转轴线

9.探头

10.配重体

11.第一端部部分

12.第二端部部分

13.螺旋弹簧

14.探头

15.配重体

16.第二端部部分

17.螺旋弹簧

18.旋转头

19.探测装置

20.支承臂

21.支承臂

22.旋转轴线

23.探头

24.配重体

25.第一端部部分

26.第二端部部分

27.电缆引导部分