一种用于多边形管材检测的探头夹持装置的制作方法

本发明核电站无损检测领域，具体涉及一种用于多边形管材检测的探头夹持装置。

背景技术：

新型核电站中用到一种多边形的薄壁细长管，该管材对质量要求较高，需要对管材使用超声波、涡流等方法进行无损检测；因其几何外形不连续，故需要对其各棱边、各侧面依次进行检测；在棱边检测时，需要加载探头从棱边的正上方，两侧平面的临近区域分别进行超声波检测并对棱边使用涡流阵列探头进行检测，以确保发现缺陷；为保证检测质量并提高检测效率，探头应尽可能同时布置并时刻保持贴合；同时，根据多边形的边数不同、管材壁厚不同，探头之间的夹角、直线距离还需要对应调整。

所以，需要一种适用于多边形管材外棱边检测的探头夹持装置，能将多个探头从棱边的不同方向同时紧密贴合在棱边表面，同时探头的夹角、距离还能够方便的调整。

技术实现要素：

1.目的：

本发明的目的在于提供一种适应多边形管材几何结构的探头夹持器，实现超声、涡流探头对管材棱边的有效贴合，以满足多边形管材无损检测的需要。

2.技术方案：

将每一个需要贴合的探头均通过独立的弹性伸缩结构进行安装，保证其各自能够独立的贴合的管材的外表面。一个探头弹性顶紧结构从管材棱边的正上方将涡流探头压紧贴合；对于超声探头，分为中间探头弹性顶紧结构和侧面探头弹性顶紧结构，中间探头弹性顶紧结构将2个超声探头从管材的正上方各自独立压紧贴合，两个侧面探头弹性顶紧结构分别从棱边的左侧和右侧将一个超声探头独立压紧贴合。

其中，涡流探头和超声探头均安装在独立的探头框中，探头框除了被弹性压紧外，自身还能在一定幅度内自适应旋转，以保证探头贴合效果；超声探头的侧面探头弹性顶紧结构中，超声探头通过探头框及伸缩杆与摆动座连接，摆动座与固定座之间通过销轴铰接，摆动座与固定座之间的角度可通过螺钉驱动的连杆机构调节并保持，两侧的侧面探头弹性顶紧结构通过各自的滑块座安装在一根共同的导轨上，在拉簧和限位螺钉的共同作用下，侧面探头弹性顶紧结构可以在调节范围内的任何间距保持稳定，进而实现了两侧的超声探头的间距、角度可调节。

具体结构如下：

一种用于多边形管材检测的探头夹持装置,包括：探头基座，涡流探头顶紧部件，顶部超声探头顶紧部件，侧面超声探头顶紧部件，导轨，拉簧。探头基座整体为长方形板，涡流探头顶紧部件、导轨通过螺栓固定安装于探头基座上；顶部超声探头顶紧部件、两个侧面超声探头顶紧部件均滑动安装在导轨上，侧面超声探头顶紧部件分布在顶部超声探头顶紧部件的两侧；两个侧面超声探头顶紧部件由两根拉簧相连，始终处于向中间收拢的状态。

所述的涡流探头顶紧部件包括：涡流探头基座，导向套A，伸缩轴A，压簧A，铰接座A，涡流探头框，涡流探头，顶紧螺钉A；涡流探头基座与探头基座固定连接，导向套A安装在涡流探头基座的两端；伸缩轴A穿过导向套A与铰接座A连接，铰接座A与导向套A之间设置有压簧A套在伸缩轴A上，两个铰接座A与涡流探头框的两端分别铰接；涡流探头通过顶紧螺钉A固定在涡流探头框中。

所述的顶部超声探头顶紧部件包括：顶部超声探头安装座，导向套B，伸缩轴B，压簧B，铰接座B；顶部超声探头安装座与探头基座连接，导向套B安装在顶部超声探头安装座上，伸缩轴B穿过导向套B与铰接座B连接，铰接座B与导向套B之间设置有压簧B，压簧B套在伸缩轴B上。

所述的顶部超声探头顶紧部件还包括：探头安装侧板A，探头安装横板A，顶部超声探头，顶紧螺钉B；探头安装侧板A一共两组，每组均包括前后两个长方条；探头安装横板A一共两组，每组均包括左右两个长方条；探头安装侧板A和探头安装横板A形成两个框架，顶部超声探头通过顶紧螺钉B和探头安装侧板A、探头安装横板A固定连接，安装在框架内部；框架与两边的铰接座B铰接。

所述的侧面超声探头顶紧部件包括：侧面超声探头安装，滑块座，侧面超声探头摆动座，探头摆动轴，旋转隔套，锁紧螺母，角度调节螺杆，拉杆，定位螺母；滑块座与侧面超声探头安装座连接，侧面超声探头顶紧部件通过滑块座安装在导轨上；侧面超声探头摆动座通过探头摆动轴与侧面超声探头安装座铰接，侧面超声探头摆动座可绕侧面超声探头安装座摆动，角度调节螺杆通过旋转隔套安装在侧面超声探头安装座上，锁紧螺母通过旋转隔套将角度调节螺杆锁死，角度调节螺杆只能旋转，无法直线移动；两个角度调节螺杆下方分别与拉杆两端连接；拉杆穿过侧面超声探头摆动座中的滑动槽。

所述的侧面超声探头顶紧部件还包括：伸缩轴C，导向套C，压簧C，铰接座C，探头安装横板B，侧面超声探头，探头安装侧板B，顶紧螺钉C，限位螺钉；导向套C安装在侧面超声探头摆动座上，伸缩轴C穿过导向套C与铰接座C连接，铰接座C与导向套C设置有压簧C，2个探头安装横板B和2个探头安装侧板B形成的整体与两端的铰接座C铰接，2个探头安装横板B和2个探头安装侧板B形成的整体可围绕两端的铰接座C在一定范围内自由摆动，侧面超声探头通过顶紧螺钉C固定在探头安装横板B和探头安装侧板B内侧。侧面超声探头安装座上有一段螺纹，供限位螺钉穿过；通过旋转限位螺钉，可以使限位螺钉在侧面超声探头安装座上伸出或收回。

所述的涡流探头紧贴管材棱边和管材平面；通过角度调节，顶部超声探头与管材棱边紧密贴合；通过角度调节，侧面超声探头与管材平面紧密贴合。

三、效果

本发明的效果在于：可使得多个超声、涡流探头同时各自独立弹性贴合在管材棱边上，一次性完成管材棱边的无损检测，探头贴合效果好，检测效率高，通过调节两侧超声探头的角度、间距，可适应不同壁厚、边数的多边形管材，产品适应范围广。

附图说明

图1是一种用于多边形管材检测的探头夹持装置整体结构示意图；

图2是棱边涡流探头夹持器的整体结构示意图；

图3是顶部棱边超声探头夹持器的结构示意图；

图4是倾斜棱边超声探头夹持器的结构示意图；

图5是一种用于多边形管材检测的探头夹持装置夹持管道示意图

图中：1.探头基座，2.涡流探头顶紧部件，3.顶部超声探头顶紧部件，4.侧面超声探头顶紧部件，5.导轨，6.拉簧，7.被检管材，2001.涡流探头基座，2002.导向套A，2003.伸缩轴A，2004.压簧A，2005.铰接座A，2006.涡流探头框，2007.涡流探头，2008.顶紧螺钉A，3001.顶部超声探头安装座，3002.导向套B，3003.伸缩轴B，3004.压簧B，3005.铰接座B，3006.探头安装侧板A，3007.探头安装横板A，3008.顶部超声探头，3009.顶紧螺钉B，4001.侧面超声探头安装座，4002.滑块座，4003.侧面超声探头摆动座，4004.探头摆动轴，4005.旋转隔套，4006锁紧螺母，4007.角度调节螺杆，4008.拉杆，4009.定位螺母，4010.伸缩轴C，4011.导向套C，4012.压簧C，4013.铰接座C，4014.探头安装横板B，4015.侧面超声探头，4016.探头安装侧板B，4017.顶紧螺钉C，4018.限位螺钉，7001.管材棱边，7002.管材平面，4003001.滑动槽

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作具体说明。

图1中，探头基座1是整个探头夹持器的基础，涡流探头顶紧部件2和顶部超声探头顶紧部件3直接安装于探头基座1上，顶部超声探头顶紧部件3和探头基座之间贯穿有一个导轨5，两个侧面超声探头顶紧部件4安装在导轨5上，且两个侧面超声探头顶紧部件4分别安装在，顶部超声探头顶紧部件3的两侧，两个侧面超声探头顶紧部件4由2根拉簧6拉住，使侧面超声探头顶紧部件4始终处于向中间收拢的状态。

图2中涡流探头基座2001用于与探头基座1连接，导向套A2002安装在涡流探头基座2001的两端，伸缩轴A2003穿过导向套A2002与铰接座A2005连接，铰接座A2005与导向套A2002之间设置有压簧A2004套在伸缩轴A2003上，2个铰接座A2005与涡流探头框2006的两端分别铰接，使得涡流探头框2006可以围绕铰接座A2005在一定范围内自由摆动，涡流探头2007通过顶紧螺钉A2008固定在涡流探头框2006中。

当探头基座1向被检管材7移动时，涡流探头2007与被检管材7接触，随着探头基座1继续向被检管材7，压簧A2004被压缩，产生顶紧力，通过铰接座A2005施加在涡流探头2007上，使涡流探头2007紧密贴合在被检管材7上；当头基座1沿被检管材7的轴线方向移动带动探头扫查时，涡流探头框2006围绕铰接座A2005在一定范围内自由摆动，配合压簧A2004的作用，可以适应直线扫查过程中管材形状的小幅误差和运动的不平稳，始终保持涡流探头2007与被检管材7紧密贴合。

图3中，顶部超声探头安装座3001与探头基座1连接，导向套B3002安装在顶部超声探头安装座3001上，伸缩轴B3003穿过导向套B3002与铰接座B3005连接，铰接座B3005与导向套B3002之间设置有压簧B3004，压簧B3004套在伸缩轴B3003上，2个探头安装侧板A3006和2个探头安装横板A3007连接成整体，与两边的铰接座B3005铰接，2个探头安装侧板A3006和2个探头安装横板A3007连接成整体可围绕铰接座B3005在一定幅度内自由转动，顶部超声探头3008通过顶紧螺钉B3009安装在探头安装侧板A3006和探头安装横板A3007内侧。

当探头基座1向被检管材7移动时，顶部超声探头3008与被检管材7接触，随着探头基座1继续向被检管材7，压簧B3004被压缩，产生顶紧力，通过铰接座B3005施加在顶部超声探头3008上，使顶部超声探头3008紧密贴合在被检管材7上；当头基座1沿被检管材7的轴线方向移动带动探头扫查时，顶部超声探头3008围绕铰接座B3005在一定范围内自由摆动，配合压簧B3004的作用，可以适应直线扫查过程中管材形状的小幅误差和运动的不平稳，始终保持顶部超声探头3008与被检管材7紧密贴合。如图所示，一个顶部超声顶紧部件3可以安装两个顶部超声探头3008，并且可将两个顶部超声探头3008分别顶紧。

图4中，滑块座4002与侧面超声探头安装座4001连接，侧面超声探头顶紧部件4通过滑块座4002安装在导轨5上，可在导轨5上自由滑动，侧面超声探头摆动座4003通过探头摆动轴4004与侧面超声探头安装座4001铰接，侧面超声探头摆动座4003可绕侧面超声探头安装座4001摆动，角度调节螺杆4007通过旋转隔套4005安装在侧面超声探头安装座4001上，锁紧螺母4006通过旋转隔套4005将角度调节螺杆4007锁死，使得角度调节螺杆4007只能旋转，无法直线移动，侧面超声探头安装座4001连接两端各有一个角度调节螺杆4007，两个角度调节螺杆4007下方分别与拉杆4008两端连接，当旋转角度调节螺杆4007时，根据旋转方向的不同，拉杆4008会沿着旋转角度调节螺杆4007上、下运动，当运动到合适位置时，可通过成对使用的定位螺母4009将拉杆4008位置锁定，拉杆4008穿过侧面超声探头摆动座4003中的滑动槽4003001；当拉杆4008在旋转角度调节螺杆4007的作用下，下上移动时，会带动滑动槽向上或向下运动，此时拉杆4008与滑动槽4003001有相对移动，滑动槽4003001的上下移动使得侧面超声探头摆动座4003会围绕探头摆动轴4004摆动，进而使得侧面超声探头摆动座4003与侧面超声探头安装座4001之间的角度发生变化，侧面超声探头安装座4001上有一段螺纹，供限位螺钉4018拧入，通过旋转限位螺钉4018，可以使限位螺钉4018在侧面超声探头安装座4001上伸出或收回；

导向套C4011安装在侧面超声探头摆动座4003上，伸缩轴C4010穿过导向套C4011与铰接座C4013连接，铰接座C4013与导向套C4011设置有压簧C4012，2个探头安装横板B4014和2个探头安装侧板B4016形成的整体与两端的铰接座C4013铰接，2个探头安装横板B4014和2个探头安装侧板B4016形成的整体可围绕两端的铰接座C4013在一定范围内自由摆动，侧面超声探头4015通过顶紧螺钉C4017固定在探头安装横板B4014和探头安装侧板B4016内侧，当侧面超声探头摆动座4003与侧面超声探头安装座4001之间的角度发生变化时，侧面超声探头4015的朝向也发生变化，由此实现了侧面超声探头4015角度的调整；

当探头基座1向被检管材7移动时，侧面超声探头4015与被检管材7接触，随着探头基座1继续向被检管材7，压簧C4012被压缩，产生顶紧力，通过铰接座C4013施加在侧面超声探头4015上，侧面超声探头4015紧密贴合在被检管材7上；当头基座1沿被检管材7的轴线方向移动带动探头扫查时，侧面超声探头4015围绕铰接座C4013在一定范围内自由摆动，配合压簧C4012的作用，可以适应直线扫查过程中管材形状的小幅误差和运动的不平稳，始终保持侧面超声探头4015与被检管材7紧密贴合。

图5中，被检管材7为正六边形，通过涡流探头顶紧部件2的作用，使得涡流探头2007同时与管材棱边7001和管材平面7002贴合，通过顶部超声探头顶紧部件3的作用，使得顶部超声探头3008与管材棱边7001贴合，通过侧面超声探头顶紧部件4的顶紧作用以及角度调节作用，使得侧面超声探头4015与管材平面7002贴合，通过角度调节，可以使得本发明适应不同边数的正多边形管材；

拉簧6两端分别与一个侧面超声探头顶紧部件4连接，将两个侧面超声探头顶紧部件4通过滑块座4002与导轨5形成的移动机构向中间收拢，侧面超声探头顶紧部件4上伸出的限位螺钉4018顶在顶部超声探头顶紧部件3的顶部超声探头安装座3001的侧面，使得侧面超声探头顶紧部件4无法被拉簧6继续向中间拉拢，此时侧面超声探头顶紧部件4在拉簧6与限位螺钉4018的共同作用下处于平衡、稳定得状态，

若需要扩大两个侧面超声探头顶紧部件4之间的间距，可以旋转限位螺钉4018进一步伸出，使拉簧6的拉伸量变大，从而使两个侧面超声探头顶紧部件4之间的间距变大，若需要缩小两个侧面超声探头顶紧部件4之间的间距，可以旋转限位螺钉4018进一步收回，使拉簧6的拉伸量变小，从而使两个侧面超声探头顶紧部件4之间的间距变小，通过调节，可使得本发明适应不同厚度、不同探头间距要求的管材。