楔块以及超声检测测量装置的制作方法

本发明涉及超声检测和测量领域，尤其是一种用于超声检测和测量的楔块以及超声检测测量装置。

背景技术：

超声检测和测量由于其可靠性高、检测分辨率好、检测速度快、检测效率高等优点，在工业领域得到了广泛的应用。例如，超声无损检测可以用于检测管道、薄板、焊缝、或车轴等工件内部缺陷，也可以检测管道、薄板、焊缝、或车轴等工件内部材料的特性等。工业中利用超声对工件等检测测量对象进行检测时，为了防止超声传感器被磨损、也为了使超声传感器发射的超声波可以以特定的角度入射到检测测量对象内部，会在超声传感器底部安装相关楔块，从而达到上述目的。

例如夹装式(clamp-on)超声波流量计是一种通过检测气体流动对超声束(或超声脉冲)的作用来测量流量的仪表。相比湿式流量计就，夹装式流量计或外夹式流量计由于安装在管道外部，无需切割管道或中断工艺流程，增加了可用性，减少了安装成本。夹装式流量计与被测气体不接触耐腐蚀耐磨损，提高使用持久性，可靠性更高，维护校准更方便。为了产生特定模式的声波，提高信噪比，通常会在超声传感器底部安装相关楔块。

然而，不同检测测量对象或安装流量计的管道的材料物理特性和尺寸决定了需要产生的超声波的模式不同。通常改变超声波的入射角度可以改变超声波的模式。但这就会导致需要根据不同检测测量对象或安装流量计的管道的材料、尺寸、形状等特制不同角度的楔块。因此，楔块的定制生产成本比较高。另外，目前所使用的楔块一般都是一个整体，通常情况下安装楔块安装要与其配合的夹具。一旦安装好后，再需要改变超声波入射角度或者更换超声传感器时需要把整个楔块和与其配合的夹具全部卸掉重装，更换起来非常费力费时、且更换成本很高。另外，一般情况下楔块和超声传感器也是一个整体，这就造成了产品造价高，而且在不同的应用情景下，超声传感器不能复用的问题。

因此，本申请提出一种改进的楔块及超声检测测量装置，可以解决上述提到的至少一个技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种用于超声检测测量的楔块，其可以根据检测测量对象的不同情况而安装不同角度的垫片以此改变传感器的超声波的入射角度，且结构简单、安装方便。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于超声检测测量的楔块，其包括：楔块主体和可拆卸地安装于所述楔块主体的垫片。所述楔块主体用于安装所述垫片。所述垫片用于安装传感器。所述垫片包括若干具有不同角度的垫片，所述楔块可根据检测测量对象对所述传感器的超声波入射角度的不同要求，将相应角度的垫片安装于所述楔块主体。

本发明还提供一种超声检测测量装置，其包括楔块和传感器。所述楔块用于将所述传感器固定于检测测量对象上，所述超声检测测量装置包括上述用于超声检测测量的楔块。

通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。

附图说明

通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1是本发明一个实施例的超声检测测量装置的立体分解图。

图2是图1所示的超声检测测量装置的组装示意图。

图3是图1所示的超声检测测量装置的楔块的楔块主体的示意图。

图4是图1所示的超声检测测量装置的楔块的垫片的示意图。

图5是本发明另一个实施例楔块的垫片的示意图。

图6是本发明另一个实施例的超声检测测量装置的立体分解图。

图7是图6所示的超声检测测量装置的组装示意图。

图8是图6所示的超声检测测量装置的楔块的垫片的示意图。

图9是本发明一个实施例的超声检测测量装置安装于检测测量对象的示意图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明实施例公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

本发明所说的检测测量对象可以包括被检测工件、或管道内的流体、或其它被检测测量对象。管道内的流体可以包括液体、气体等流体。

请参阅图1所示，其为本发明的一个实施例的超声检测测量装置的立体分解图。该超声检测测量装置10包括楔块11和安装于所述楔块11的传感器14。

所述楔块11包括楔块主体12和安装于所述楔块主体12的垫片13。所述垫片13与所述楔块主体12独立设置，其可拆卸地安装于所述楔块主体12上。

所述楔块主体12大致呈梯形体结构，其用于安装和固定所述垫片13。在本发明一个示意性实施例中，所述楔块主体12大致为直角梯形体结构，其包括相互平行的上表面121和下表面122、与上表面121和下表面122垂直的第一垂直面123、连接上表面121和下表面122的斜面124、以及连接斜面124和下表面122的第二垂直面125。

所述下表面122的长度比所述上表面121的长度长，所以楔块主体12的斜面124呈一定角度倾斜。所述斜面124与平行于下表面122的面之间形成倾斜角α1。所述倾斜角α1可以称之为楔块主体12的倾斜角。所述倾斜角α1大致可以在0度至90度之间变化，其中可以包括0度、90度、或者0度至90度之间的任意角度。在本发明的实施例中，所述楔块主体12的倾斜角α1可以根据检测的需求，设置为0度至90度之间的任意角度。

请一并结合图2所示，图2是图1所示的超声检测测量装置的组装示意图。在图2所示的实施例中，所述楔块主体12的倾斜角α1设置为40度。当然其也根据检测的需求，设置为任何其它合适的角度。

请参阅图3所示，图3是图1所示的超声检测测量装置的楔块的楔块主体的示意图。请一并参阅图3和图1所示，所述楔块主体12在梯形体结构的斜面124上设置有收容槽126。所述收容槽126可以用于收容所述垫片13，或者用于收容垫片13和传感器14。

所述楔块主体12在所述收容槽126靠近所述梯形体结构的顶端设有凹口127。所述凹口127贯穿所述上表面121和所述斜面124，并向下凹陷一定深度。

请重点参阅图3所示，所述楔块主体12还在与安装所述垫片13相对的面上设有吸声部128。所述吸声部128作用是吸声，其能够阻止超声信号从光滑的表面再次反色回到传感器，可以增加超声波信号的信噪比。

所述吸声部128与所述楔块主体12一体成型，其可以包括若干排列均匀的锯齿结构。在本发明一个实施例中，所述锯齿结构可以包括多个大小一致、排列均匀的尖劈129。所述多个尖劈129可以垂直于所述楔块主体12的第一垂直面123。

请参阅图4所示，图4是图1所示的超声检测测量装置的楔块的垫片的示意图。请一并参阅图1至图4所示，该垫片13用于安装传感器14，其可以可拆卸地安装和固定在所述楔块主体12的收容槽126内。

所述垫片13为中空的圆柱形结构，其包括主体部131和围绕所述主体部131向上延伸的圆周侧壁132。所述主体部131和所述圆周侧壁132一起形成安装槽134，所述安装槽134用于安装和固定所述传感器14。所述安装槽134的形状和大小与所述楔块主体12的收容槽126的形状和大小一致。所述垫片13可以被组装和固定在所述楔块主体12的收容槽126内，所述传感器14可以被安装和固定在所述垫片13的安装槽134内。

所述垫片13的形状与所述楔块主体12的收容槽126相匹配，所述垫片的材料与所述楔块主体12的材料也相同。所述垫片13的底面135与所述楔块主体12的收容槽126的内表面完全贴合。为了实现所述垫片13与所述楔块主体12更好地贴合，所述垫片13与所述楔块主体12的收容槽126接触的面之间放入导声胶，可以减少由所述垫片13与所述楔块主体12之间的不连续带来的超声波反射。

所述主体部131的底面135是平坦的，所述主体部131的顶面136是倾斜的。所述主体部131的顶面131是与传感器14接触的面，其可以根据检测测量对象和测量管道的具体应用不同，可以相对于所述底面135在0度至90度之间倾斜。所述垫片13的顶面131相对于所述底面135倾斜的角度称之为垫片的角度。所述垫片的角度可以标示为α2。所述垫片的角度α2可以为0度至90度之间的任意角度，其中包括0度、90度、以及介于0度和90度之间的任意角度。

请参阅图2及图4所示，在本发明的一个实施例中所述垫片的角度α2为10度，即所述垫片13的主体部131的顶面136相对于其底面135倾斜10度。本发明的楔块需要组装的垫片的角度是根据下述公式得出：

垫片的角度α2＝超声波的入射角度α3-楔块主体倾斜角度α1

在上述公式中，超声波的入射角度α3可以根据检测测量对象或检测环境预先确定下来。所述楔块主体倾斜角度α1也可以预先设定好，例如本发明中所述楔块主体倾斜角α1为40度。当然根据检测测量对象或检测环境的需要，可以任意更改楔块主体倾斜角度α1。但当楔块主体被加工完成之后，楔块主体倾斜角度α1就固定了。

在本发明图1至图4所示的实施例中，已知超声波入射角度α3为50度，楔块主体倾斜角度α1为40度，那么可以清楚地知道需要安装垫片的倾斜角度为10度的垫片。

所述垫片13还包括由所述圆周侧壁132向外凸伸设置的凸出部133。所述凸出部133可以收容于所述楔块主体12的凹口127内。所述凸出部133可便于将所述垫片13以规定的角度组设于所述楔块主体12的收容槽126内，也可以方便地将所述垫片13从所述楔块主体12的收容槽126取出，方便了垫片的安装和更换。另外，通过垫片13的凸出部133与所述凹口127的配合，也可以保证装配时角度对准、装配后超声波的入射角不会随意更改，以此满足超声波以符合检测要求的特定入射角入射。所述垫片13安装固定在所述楔块主体12的收容槽126后所述垫片13的圆周侧壁132凸伸出所述楔块主体12的收容槽126一定高度，可以便于更换所述垫片13。

请参阅图5所示，图5是本发明另一个实施例楔块的垫片的示意图。该垫片23包括主体部231、以及由主体部231向外凸伸的凸出部233。该垫片23的主体部231大致呈圆柱状，其包括底面234和与底面234相对的顶面235。所述垫片23的主体部231的底面234大致呈平坦状，所述垫片23的主体部231的顶面235是倾斜的。所述垫片23的主体部231的顶面235可以相对于其底面在0度至90度之间倾斜，称之为垫片的角度α2。所述垫片23的角度α2可以为0度、90度、以及介于0度和90度之间的任意角度。在本发明一个实施例中，所述垫片23的主体部231的顶面235可以相对于底面234倾斜10度，即垫片的角度α2为10度。

图5所示的垫片23与图4所示的垫片13的不同之处在于所述垫片23没有设置圆周侧壁，因此也没有可以收容传感器的安装槽。所述垫片23的主体部231的形状和大小和所述楔块主体的收容槽的形状和大小相匹配。当将所述垫片组装于所述楔块主体的收容槽之后，再将传感器直接安装在所述垫片上。所述传感器可以和所述垫片一起安装固定在所述楔块主体的收容槽内。图5所示的垫片23的结构更加简单、加工制造更方便。

请参阅图6至图8所示，图6至图8是本发明另一个实施例的超声检测测量装置的立体分解图、组装示意图、以及垫片的示意图。该超声检测测量装置30包括楔块31和安装于所述楔块31的传感器34。所述楔块31包括楔块主体32和安装于所述楔块主体32的垫片33。所述垫片33与所述楔块主体32独立设置，其可拆卸地安装于所述楔块主体32上。所述楔块主体倾斜角度α1为40度。

图6至图8所示的超声检测测量装置30的楔块31与图1至图4所示的超声检测测量装置的楔块11形状、元件、以及元件配合关系都相同，所述工作原理也基本类似，于此不再赘述。

图6至图8所示的超声检测测量装置30的楔块31与图1至图4所示的超声检测测量装置的楔块11的不同之处在于，所述垫片33的角度α2为0度。所述垫片为中空的圆环结构，其设有中空的安装槽334。所述垫片33可被收容和安装在所述楔块主体32的收容槽326内，所述传感器34可收容和安装在所述垫片32的安装槽334内，且所述传感器34的底面直接和楔块主体32的收容槽326的内表面接触。

图6至图8所示的垫片主要适用于当超声波的入射角度α3和所述楔块主体32的倾斜角度α1相等时，根据垫片的角度α2＝超声波的入射角度α3-楔块主体倾斜角度α1得出，需要安装的垫片的角度为0度。

本发明的楔块可以根据检测测量对象或检测环境的需求，需要不同的超声波的入射角度时，只需更换不同角度的垫片即可以满足不同的超声波入射角度的要求。换句话说，本发明的楔块通过同一楔块主体来匹配不同角度的垫片即可以变换超声波不同入射角的目的。

请参阅图9所示，图9是本发明一个实施例的超声检测测量装置安装于检测测量对象的示意图。图9为本发明的可变角度楔块在管道流量测量中的一个应用。图9所述的超声检测测量装置40可以根据不同的管道材料、管径大小、管壁厚度、管中材料以及传感器频率，可以选择不同的角度垫片43，配合楔块主体44使用。在将楔块主体44安装至管道45之后，只需更换垫片43即可满足不同的测试需求。

根据图9可知，本发明的超声检测测量装置40可以直接通过楔块41安装固定在检测测量对象上，即管道45上。当将超声检测测量装置40安装完成后，如果需要改变超声波的入射角度，只须更换垫片43即可满足不同的检测要求，无需再将整个超声检测测量装置拆解下来。本发明的超声检测测量装置40可以直接通过更换垫片43，将所需角度的垫片安装至楔块主体44即可，既满足了超声波入射角度的要求，又大大减少了安装和拆解的工作量。

通过本发明不同角度的垫片与同一楔块的配合使用，拓宽了同一个楔块的可使用范围，可满足不同的检测测量对象或不同的检测环境、不同的超声波入射角度的需求。另外，本发明的楔块和超声传感器可以为两个独立的个体，通过不同角度的垫片，超声传感器可被拆卸地安装于楔块，这样不仅楔块可重复使用，而且超声传感器也可以重复使用，有效地降低了超声检测测量装置的成本。本发明的楔块以及包括该楔块的超声检测测量装置可以把超声波模式调可至最优，增加了超声波的信噪比，简化了超声检测测量装置的现场安装，且更加经济。

以上实施方式仅是对本发明的一些实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定。在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围。