本实用新型主要属于无损检测技术领域，具体涉及一种用于复合材料R区的超声相控阵检测装置。
背景技术：
复合材料翼梁和壁板长桁处普遍存在R区，由于R区受形状和空间尺寸的限制，存在圆弧区域曲率半径小，不利于超声探头耦合，不能保证入射声束与圆弧区域的检测表面垂直，声束不能覆盖整个圆弧区域等问题，从而会影响检测的灵敏度和缺陷检出率等。
现有复合材料R区的无损检测主要采用常规超声检测技术和超声相控阵检测技术，由于超声相控阵可实现一次多角度扫查等，可保证检测的均匀性和可靠性，超声相控阵检测技术被认为是检测复合材料R区的最佳方案，现有超声相控阵检测技术分为平面相控阵探头和弧面相控阵探头，通过更换楔块实现对一定尺寸范围的拐角检测，大多采用水浸式检测保证探头的良好耦合。
复合材料R区的超声相控阵检测技术，现有的探头夹具装置，需水浸式或通过定制特定形状的楔块实现耦合，对于大型结构件，或在外场试验时，水浸式检测较难实施，而对于定制楔块的方式，不同曲率的R区结构件无法共用，当结构件R区曲率制造完成后与设计方案有一定偏差时，原有定制的楔块也将无法耦合。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本实用新型提供一种用于复合材料R区的超声相控阵检测装置，以满足外场试验条件下或大型结构件不同曲率R区的超声检测，提高超声相控阵检测装的适用性。所述检测装置无需水浸式耦合，不受限于外场试验条件限制，可适用于不同曲率R区的超声检测，避免结构件因制造加工出现偏差而无法超声检测的情况。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种用于复合材料R区的超声相控阵检测装置，所述检测装置包括水囊耦合模块和支撑模块；所述水囊耦合模块包括水囊和探头，所述水囊的水囊腔内盛有液体，所述探头的面向工件的一侧被所述水囊的水囊套包裹；所述探头与不同曲率工件的R区通过所述水囊耦合；所述探头与用于稳定支撑所述探头的所述支撑模块连接。
进一步地，所述支撑模块包括用于使所述探头与工件之间的距离固定的支撑杆、用于调节所述支撑杆相对于所述支架的角度的角度调节器和支架；
所述角度调节器与所述支撑杆通过螺纹连接；所述支架与所述角度调节器连接，在所述支架上设置一用于容纳所述角度调节器的凹槽；
所述支架通过所述角度调节器与所述支撑杆连接。
进一步地，所述支架为十字形支架，按照顺时针方向依次包括第一支架杆、第二支架杆、第三支架杆和第四支架杆，所述支撑杆包括横向支撑杆和纵向支撑杆，所述角度调节器包括横向角度调节器和纵向角度调节器。
进一步地，所述第一支架杆通过所述横向角度调节器与所述横向支撑杆连接，第二支架杆通过所述纵向角度调节器与所述纵向支撑杆连接，所述横向支撑杆和所述纵向支撑杆分别垂直于工件R区的两端。
进一步地，所述水囊耦合模块还包括用于夹持所述探头的探头夹具，所述探头通过所述探头夹具与所述支架连接；所述探头夹具通过连接螺钉与所述第三支架杆及所述第四支架杆连接。
进一步地，所述探头的外壳上设置凹槽，所述探头夹具通过所述凹槽与所述探头连接，所述水囊套的上端口边缘嵌入探头外壳的所述凹槽内，在凹槽内设置密封圈，所述水囊与所述探头密封连接。
进一步地，所述水囊腔内盛有的液体为水或者油液；所述水囊的水囊套为硅橡胶套，厚度为0.1mm-0.5mm。
进一步地，所述检测装置还包括一编码器，所述编码器过连接柱与所述纵向支撑杆连接。
进一步地，所述支撑杆底端有一滑轮，为橡胶轮。
进一步地，所述探头采用超声相控阵探头，为弧形相控阵阵列，各阵元按照圆弧方式排列。
本实用新型的有益技术效果：
（1）本实用新型所述检测装置保证了相控阵探头与不同曲率工件R区的良好耦合，且不需更换楔块，满足了外场试验条件下或大型结构件不同曲率R区的超声检测，提高了超声相控阵检测装的适用性。
（2）本实用新型提出一种可根据R区角度变化而调节的支撑杆，保证了当角度变化时支撑杆仍垂直于R区表面两端，从而保障了水囊耦合模块的稳定性。
附图说明
图1本实用新型所述检测装置（工件R区角度为90°时）结构示意图；
图2本实用新型所述检测装置（工件R区角度为钝角时）结构示意图；
附图标记：1.探头、2.探头夹具、3.水囊、4.密封圈、5-1.第一支架杆、5-2.第二支架杆、5-3.第三支架杆、5-4.第四支架杆、6-1.横向角度调节器、6-2.纵向角度调节器、7-1.横向支撑杆、7-2.纵向支撑杆、8.滑轮、9.编码器、10.连接螺钉、11.连接柱、12.工件。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
实施例1
一种用于复合材料R区的超声相控阵检测装置，如图1和2所示，所述检测装置包括水囊耦合模块和支撑模块；所述水囊耦合模块包括水囊3和探头1，所述水囊3的水囊腔内盛有液体，所述探头1的面向工件的一侧被所述水囊3的水囊套包裹；所述水囊耦合模块通过所述水囊3能够实现探头1与不同曲率工件R区的良好耦合；
所述支撑模块用于实现所述探头1的稳定支撑。
所述支撑模块包括支撑杆、角度调节器和支架；
所述支撑杆用于固定所述探头与所述工件之间距离，即支撑杆能够固定探头晶片与工件的距离，保证检测时探头离工件表面的距离不变。
所述角度调节器与所述支撑杆通过螺纹连接，一起安装在支架上。螺纹连接具体为：所述支撑杆上设置螺纹，所述角度调节器上设置螺纹连接套筒；在所述支架的与所述角度调节器连接的部位处设置一用于容纳所述角度调节器的凹槽；
所述支架通过所述角度调节器与所述支撑杆连接；所述角度调节器用于调节所述支撑杆相对于所述支架的角度，以使所述支撑杆与工件垂直。
如图2所示，支撑杆可通过角度调节器调节支撑杆相对支架的角度，使得在不同R区角度时，支撑杆都能与工件垂直，使得探头声束能垂直入射到工件，在调节所述角度调节器的过程中，当支撑杆与工件垂直后，固定所述角度调节器的位置，以锁定所述支撑杆的角度。其中，角度调节器为现有技术中常规装置。支架上安装角度调节器的部分被构造为弧形凹槽，朝向角度调节器的表面向内凹陷，以容纳角度调节器。支撑杆也可通过螺纹调节支架距工件的距离，以适应工件大小的变化。
所述支架为十字形支架，按照顺时针方向依次包括第一支架杆5-1、第二支架杆5-2、第三支架杆5-3和第四支架杆5-4，所述支撑杆包括横向支撑杆7-1和纵向支撑杆7-2，横向支撑杆7-1和纵向支撑杆7-2分别垂直于工件R区的两端，用于在工件R区两端的两个方向固定探头1与工件的距离；所述角度调节器包括横向角度调节器6-1和纵向角度调节器6-2。
所述第一支架杆5-1通过所述横向角度调节器6-1与所述横向支撑杆7-1连接，第二支架杆5-2通过所述纵向角度调节器6-2与所述纵向支撑杆7-2连接，通过调节所述横向角度调节器6-1和所述纵向角度调节器6-2使所述横向支撑杆7-1和所述纵向支撑杆7-2分别垂直于工件R区的两端。
所述水囊耦合模块还包括用于夹持所述探头1的探头夹具2，所述探头1通过所述探头夹具2与所述支架连接；所述探头夹具2通过连接螺钉10与所述第三支架杆5-3及所述第四支架杆5-4连接。
所述探头1的外壳上设置凹槽，所述探头夹具2通过所述凹槽固定夹具与探头的相对位置，用螺钉与所述探头1连接，所述水囊套的上端口边缘嵌入探头外壳的所述凹槽内，在凹槽内设置封圈，通过所述密封圈和夹具使水囊3与所述探头1密封连接；或通过密封胶使水囊与探头胶接密封。
所述水囊腔内盛有的液体为水或者油液；所述水囊3的水囊套为硅橡胶套，厚度为0.1mm-0.5mm。其中，水囊可较好贴合工件R区表面，以可实现良好耦合。
所述检测装置还包括一编码器9，所述编码器9过连接柱11与所述纵向支撑杆7-2连接。
编码器9为记录探头沿工件展向移动位置，为超声C扫描图提供位置信息，编码器通过连接柱与支撑杆连接。
所述支撑杆底端有一滑轮8，为橡胶轮；滑轮可沿着工件展向移动，且避免支撑杆与工件因硬接触而接触不良。
所述探头1采用超声相控阵探头，为弧形相控阵阵列，各阵元按照圆弧方式排列，各阵元发射的超声波在弧阵的圆弧圆心位置汇合，声场能量在该处最强。当工件R区曲率与探头弧形一致时，扫描时各阵元直接激励，不做任何延时处理，就可实现每个阵元都垂直于工件入射，极大的减小了超声波在入射到工件表面前的能量损失。当R区曲率变化时，相控阵仪器可通过阵元的延时处理，使声波偏转而与工件R区表面垂直。
本实用新型相对于现有技术的有益效果在于：
（1）相比于现有通过更换楔块实现复合材料R区超声相控阵检测的技术，本实用新型提出的水囊耦合模块，保证了不同曲率R区的良好耦合，避免了结构件因制造加工出现偏差而无法耦合的情况。
（2）相比于现有通过水浸式实现复合材料R区超声相控阵检测的技术，本实用新型提出的水囊耦合模块，无需将工件置于水槽，保证了外场试验条件限制情况下的超声相控阵检测，保证了大型结构件在无需加工大水槽的情况下进行超声相控阵检测。
（3）本实用新型所述检测装置通过相控阵探头夹具和水囊耦合，实现超声波声束对复合材料内R区的全覆盖，使相控阵探头与不同曲率的复合材料R区可良好耦合，属于无损检测技术领域。