一种管件的PAUT实验装置的制作方法

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种管件的paut实验装置。

背景技术：

在钢结构工程无损检测领域，paut的英文全称是phasedarrayultrasonictesting，意思是相控阵超声波检测，其利用水作为耦合剂，根据惠根斯原理通过对晶片的发射相位控制达到波束偏转、聚焦等效果，paut系统可实现管件的环焊缝和纵向焊缝的检测，能够同时实现a扫描、tofd灰度图像b扫描和相控阵s扫描成像。超声相控阵检测技术使用不同形状的多阵元换能器产生和接收超声波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的不同延迟时间，改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，实现焦点和声束方向的变化，从而实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦，然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。

随着电子技术和计算机技术的快速发展,超声相控阵技术逐渐应用于工业无损检测，特别在钢结构制作、特殊焊接接头以及异材连接接头检测。使用paut的检测方法弥补了tofd检测时产生的上下表面盲区的不足，直观的反应出表面及内部所埋藏的缺陷形态，对比射线检测具有检测效率高、无放射性、缺陷定位准确等特点。

为验证paut检测技术的可靠性，通常需要对各种规格的管件进行paut对比检测实验，管件的长度及管径各不相同，管件由于重量大而转动不便，由于管径大而采用双探头探测操作比较困难，劳动强度较高，检测效率低下，影响实验数据准确性。

技术实现要素：

本发明旨在解决管件的paut对比检测实验过程中经常遇到管件转动不便、双探头探测操作困难、应对不同规格的管件实验、劳动强度较高以及检测效率低下的至少一个技术问题，提供一种管件的paut实验装置，能够解决管件在paut对比检测实验过程中转动不便、双探头探测操作困难以及应对不同规格的管件实验等难题，实现管件的paut自动检测，降低劳动强度，提高检测效率及实验数据准确性。

本发明提供一种管件的paut实验装置，包括基座，基座上设置有竖直导轨、相对于竖直导轨运动的滑轨组件、驱动滑轨组件的第一动力件、纵向穿过滑轨组件的镂空导轨、连接在镂空导轨前端的paut探头组件、以及驱动镂空导轨相对于滑轨组件做纵向运动的第二动力件；基座上还设置有横向的第一滚轮组、第二滚轮组、驱动第一滚轮组的第三动力件以及纵向的第一平式滑台组，第二滚轮组的底部滑动连接在第一平式滑台组上，第一平式滑台组上设有驱动第二滚轮组纵向移动、调节滚轮组之间的轴间距的第一滑台动力组，paut探头组件能够对横向放置在两个滚轮组之间的管件进行检测，第三动力件能够驱动第一滚轮组绕第一滚轮组的轴线回转，第一滚轮组通过与管件之间的表面摩擦力驱动管件在两个滚轮组之间绕管件的轴线回转。其有益效果是：本发明利用第一滚轮组和第二滚轮组之间放置待测的管件，通过第一滑台动力组驱动第一平式滑台组上的第二滚轮组纵向移动，调节滚轮组之间的轴间距，可适应不同管径的管件，扩大本装置的适用范围；通过竖直导轨调节滑轨组件的竖直高度，通过镂空导轨调节探头的纵向位置；通过第三动力件能够驱动第一滚轮组绕第一滚轮组的轴线回转，第一滚轮组通过与管件之间的表面摩擦力驱动管件在两个滚轮组之间绕管件的轴线回转，实现了管件的环形焊缝的自动全周检测。

根据本发明的第二方面，滑轨组件还包括箱体、设在箱体两侧的滚轴，滚轴滚动连接在镂空导轨的纵向镂空部中，镂空导轨上设有纵向滑动齿条，箱体上安装有第二动力件，第二动力件通过其输出端的齿轮啮合在纵向滑动齿条上，用于驱动镂空导轨沿着纵向的直线运动。其有益效果是：通过滑轨组件上的第二动力件驱动镂空导轨沿着纵向的直线运动，调整探头适应不同管径的管件。

进一步，箱体上还设有周向编码器，周向编码器通过周向编码器齿轮啮合在纵向滑动齿条上，周向编码器能对镂空导轨相对于箱体的直线运动进行编码。从而控制paut探头组件相对于管件的准确的纵向位置。

进一步，镂空导轨的前端设有横杆，paut探头组件通过滑杆滑动连接在横杆上，横杆上设有标尺。可准确调整探头的间距以适应焊缝的宽度以及横向位置。

进一步，还包括探头固定框，探头固定框设有与探头的形状相适应的容置腔，容置腔的顶部设有开口，开口上设有限制探头移动的u型活动盖板，u型活动盖板上设有避让探头以及耦合注水水管的u型口、其对应u型口的底部通过连接片铰接在探头固定框上、其对应u型口的顶部通过卡扣机构紧固在探头固定框上；滑杆底部设有u型底板，u型底板位于u型活动盖板的上方，u型底板与u型活动盖板的u型口同向设置，u型底板上设有贯通孔，u型活动盖板通过滑动圆柱滑动连接到u型底板的贯通孔中，滑动圆柱上套设有弹簧，弹簧的上下端面分别抵接在u型底板和u型活动盖板上。消除管件回转过程中由于管件的同轴度误差引起的探头跳动问题，稳定探头，提高检测精度。

进一步，基座与竖直导轨之间设有横向的第二平式滑台，以及驱动竖直导轨沿着第二平式滑台滑动的第二滑台动力件。可准确调整探头的位置以适应焊缝的横向位置。

进一步，第一滚轮组包括第一主动滚轮和第一从动滚轮，第一主动滚轮通过齿轮啮合方式连接第三动力件的输出端，第一主动滚轮与第一从动滚轮之间通过横向距离可调节的可伸缩式连接轴连接，基座上还设有横向的第三平式滑台组，第一从动滚轮的底部滑动连接在第三平式滑台组上，第三平式滑台组上设有驱动第一从动滚轮沿着第三平式滑台组滑动的第三滑台动力组。其有益效果是：使得本发明能够适应不同长度的管件。

进一步，第一滚轮组包括第一主动滚轮和第一从动滚轮，第一主动滚轮通过齿轮啮合方式连接第三动力件的输出端，第一主动滚轮与第一从动滚轮之间通过横向距离可调节的可伸缩式连接轴连接，基座上还设有横向的第三平式滑台组，第一从动滚轮的底部滑动连接在第三平式滑台组上，第三平式滑台组上设有驱动第一从动滚轮沿着第三平式滑台组横向滑动的第三滑台动力组；第二滚轮组包括第三滚轮和第四滚轮，第一平式滑台组包括第一平式滑台和第三平式滑台，第一滑台动力组包括第四动力件和第五动力件，第四动力件驱动第三滚轮沿着第一平式滑台纵向滑动，第五动力件驱动第四滚轮沿着第三平式滑台纵向滑动，第三平式滑台的底部滑动连接在第三平式滑台组上，第三滑台动力组能够推动第三平式滑台沿着第三平式滑台组做横向的滑动。其有益效果是：使得第四滚轮与第一从动滚轮相配合地横向移动，除了能够适应不同长度的管件，还能使得管件在第一滚轮组和第二滚轮组放置更加稳定。

进一步，第三滚轮与第四滚轮之间通过横向距离可调节的可伸缩式连接轴连接。提高第二滚轮组的稳定性。

优选的，基座上设有集水槽。可收集作为耦合剂的水。

有益效果是：与现有技术相比，本发明能够解决管件在paut对比检测实验过程中转动不便、双探头探测操作困难以及应对不同规格的管件实验等难题，实现管件的paut自动检测，降低劳动强度，提高检测效率及实验数据准确性。本发明利用第一滚轮组和第二滚轮组之间放置管件的待测管件，通过第一滑台动力组驱动第一平式滑台组上的第二滚轮组纵向移动，使得两个滚轮组托住待测管件；通过第一滑台动力组驱动第一平式滑台组上的第二滚轮组纵向移动，调节滚轮组之间的轴间距，可适应不同管径的管件，扩大本装置的适用范围；通过第三滑台动力组能够推动第三平式滑台沿着第三平式滑台组做横向的滑动，可分别调整第一滚轮组和第二滚轮组各自滚轮之间的横向间距，可适应不同长度的管件，使得本发明的适用范围更广。通过竖直导轨调节滑轨组件的竖直高度，通过镂空导轨调节探头的纵向位置，通过第二滑台动力件驱动竖直导轨沿着第二平式滑台滑动移动，可调整探头适应管件上不同位置的焊缝；通过滑轨组件上的第二动力件驱动镂空导轨沿着纵向的直线运动，调整探头适应不同管径的管件；通过周向编码器对镂空导轨相对于箱体的直线运动进行编码，从而控制探头与管件之间的准确位置；通过第三动力件能够驱动第一滚轮组绕第一滚轮组的轴线回转，第一滚轮组通过与管件之间的表面摩擦力驱动管件在两个滚轮组之间绕管件的轴线回转，实现了管件环形焊缝的自动全周检测；

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的优选实施例安装有检测管件时的示意图；

图2为本发明的优选实施例第一滚轮组和第二滚轮组的示意图；

图3本发明的优选实施例滑轨组件的示意图；

图4为图3中除去箱体外壳、箱体内的第二动力件、周向编码器等部件与镂空导轨时的安装示意图；

图5为本发明的优选实施例paut探头组件的结构示意图；

其中的附图标记为：10、基座；20、竖直导轨；30、滑轨组件；301、镂空导轨；302、箱体；3020、滚轴；3021、第二动力件；3022、第二动力件齿轮；3023、周向编码器；3024、周向编码器齿轮；304、纵向镂空部；305、纵向滑动齿条；307、横杆；307a、标尺；308、探头；309、滑杆；309a、u型底板；3010、挡板；3011a、滑动圆柱；3011b、弹簧；3011c、卡扣机构；3011d、探头固定框；3011e、u型活动盖板；3011f、连接片；40、第一动力件；70、第一滚轮组；701、第一主动滚轮；702、第一从动滚轮；703、可伸缩式连接轴；80、第二滚轮组；801、第三滚轮；802、第四滚轮；90、第三动力件；100、第一平式滑台组；1001、第一平式滑台；1003、第三平式滑台；101、第一滑台动力组；1011、第四动力件；1013、第五动力件；120、管件；1201、焊缝；220、第二平式滑台；2201、第二滑台动力件；230、第三平式滑台组；2301、第三滑台动力组；240、集水槽；250、电机台座。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。附图中的x轴方向为本发明中的横向的实施例、y轴方向为本发明中的纵向的实施例、z轴方向为本发明中的竖直方向的实施例。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1-5所示，提供一种管件的paut实验装置，包括基座10，基座10上设置有z轴方向的竖直导轨20、相对于竖直导轨20运动的滑轨组件30、驱动滑轨组件30的第一动力件40、在y轴方向上穿过滑轨组件30的镂空导轨301、连接在镂空导轨301前端的paut探头组件、以及驱动镂空导轨301相对于滑轨组件30做纵向运动的第二动力件3021，滑轨组件30的后端设有固定镂空导轨301的挡板3010，挡板3010能够保持定镂空导轨301处于y轴方向，滑轨组件30还包括箱体302、设在箱体302两侧x轴方向的滚轴3020，滚轴3020滚动连接在镂空导轨301的纵向镂空部304中，纵向镂空部304即为滚轴3020的y轴方向的导轨，镂空导轨301上设有纵向滑动齿条305，箱体302上安装有第二动力件3021，第二动力件3021的实施例可以是电机、直线气缸或直线液压缸等，优选为电机，电机通过其输出端的齿轮、即是第二动力件齿轮3022啮合在纵向滑动齿条305上，用于驱动镂空导轨301沿着纵向的直线运动，使得连接在镂空导轨301带动其前端的paut探头组件能够相对于箱体302和竖直导轨20做y轴方向的移动，目的是调整paut探头组件的y轴方向的位置。其中，第一动力件40的实施例可以是电动丝杆机构、直线气缸或直线液压缸等；paut探头组件则包含x轴方向的一对探头308。基座10上还设置有x轴方向的第一滚轮组70、第二滚轮组80、驱动第一滚轮组70的第三动力件90，第三动力件90安装在电机台座250上，电机台座250安装在基座10上，基座10上还设置有y轴方向的第一平式滑台组100，当第一滚轮组70与第二滚轮组80之间的y轴方向的间隙调节到小于管件120的直径时，第一滚轮组70与第二滚轮组80之间能够托起管件120，其中，第三动力件90的实施例可以是电机或者旋转气缸。第二滚轮组80的底部滑动连接在第一平式滑台组100上，第一平式滑台组100上设有驱动第二滚轮组80沿y轴方向移动、调节滚轮组之间的轴间距的第一滑台动力组101，第一滑台动力组101的实施例可以是电动丝杆机构、直线气缸或直线液压缸等。paut探头组件能够对x轴方向放置在两个滚轮组之间的管件120进行检测，第三动力件90能够驱动第一滚轮组70绕第一滚轮组70的轴线回转，第一滚轮组70通过与管件120之间的表面摩擦力驱动管件120在两个滚轮组之间绕管件120的轴线回转，paut探头组件能够完成对管件120的环焊缝1201进行检测。滑轨组件30上的第二动力件3021驱动镂空导轨301沿y轴方向的直线运动，可以调整paut探头组件适应不同管径的管件120；本发明利用第一滚轮组70和第二滚轮组80之间放置作为待测试块的管件120，通过竖直导轨20调节滑轨组件30的竖直高度，通过镂空导轨301调节paut探头组件的y轴方向位置；通过第三动力件90能够驱动第一滚轮组70绕第一滚轮组70的轴线回转，第一滚轮组70通过与管件120之间的表面摩擦力驱动管件120在两个滚轮组之间绕管件120的轴线回转，实现了管件120的环形焊缝1201的全周检测；而且通过第一滑台动力组101驱动第一平式滑台组100上的第二滚轮组80沿y轴方向移动，调节滚轮组之间的轴间距，可适应不同管径的管件120，扩大了适用范围。

优选的实施例，还包括周向编码器3023，周向编码器3023是现有技术中的产品，用于测量速度、位置或角度等物理量，能够把角位移或直线位移转换成电信号，再通过vga信号线或者usb信号线将信号通过发送到cnc数控装置、pcl可编程逻辑控制器或者电脑等，cnc数控装置、pcl可编程逻辑控制器或者电脑等根据周向编码器3023的信号确认paut探头组件的y轴方向的位置，cnc数控装置、pcl可编程逻辑控制器或者电脑等通过vga信号线或者usb信号线等向第二动力件3021发出启动或停止的指令。箱体302的内壁上还固定有周向编码器3023，周向编码器3023的转轴从箱体302的孔中伸出，周向编码器3023的转轴上安装周向编码器齿轮3024，周向编码器齿轮3024啮合在纵向滑动齿条305上，通过周向编码器齿轮3024和纵向滑动齿条305相配合的齿轮传动将镂空导轨301相对于箱体302的直线运动进行位置编码。更优选的，在镂空导轨301带着paut探头组件沿纵向滑动齿条305作y轴方向的移动过程中，周向编码器3023将paut探头组件的y轴方向的位置，并转换成电信号，再通过usb信号线将信号通过发送到pcl可编程逻辑控制器，pcl可编程逻辑控制器根据周向编码器3023的信号确认paut探头组件的y轴方向的位置，pcl可编程逻辑控制器通过usb信号线等向第二动力件3021发出启动或停止的指令，使得paut探头组件能够准确到达管件120的y轴方向的测量位置。

优选的实施例，镂空导轨301的前端设有x方向的横杆307，paut探头组件通过滑杆309滑动连接在横杆307上，横杆307上设有标尺307a，滑杆309在横杆307上可对照标尺307a设定位置，从而可以具体地设定paut探头组件的x轴方向的位置以及两个探头308之间的间距，以适应焊缝1201的宽度以及x轴方向位置。

优选的实施例，还包括探头固定框3011d，探头固定框3011d设有与探头308的形状相适应的容置腔，容置腔的顶部设有开口，开口上设有限制探头308移动的u型活动盖板3011e，u型活动盖板3011e上设有避让探头308以及耦合注水水管的u型口、其对应u型口的底部通过连接片3011f铰接在探头固定框3011d上、其对应u型口的顶部通过卡扣机构3011c紧固在探头固定框3011d上，其中的卡扣机构3011c是现有技术中的结构，探头固定框3011d的两侧面设置可旋转的薄片，薄片末端设圆形开口，u型活动盖板3011e上设有与薄片末端的圆形开口相对应的螺栓，当薄片末端的圆形开口旋转至u型活动盖板3011e的螺栓位置，圆形开口可卡住螺栓的外径，固定住u型活动盖板3011e，从而限制住探头的位置；滑杆309底部设有u型底板309a，u型底板309a位于u型活动盖板3011e的上方，u型底板309a与u型活动盖板3011e的u型口同向设置，u型底板309a上设有贯通孔，u型活动盖板3011e通过滑动圆柱3011a滑动连接到u型底板309a的贯通孔中，滑动圆柱3011a上套设有弹簧3011b，弹簧3011b的上下端面分别抵接在u型底板309a和u型活动盖板3011e上。上述弹性机构能够消除管件120回转过程中由于管件120的同轴度误差引起的探头308跳动问题，稳定探头308，提高检测精度。

优选的实施例，基座10与竖直导轨20之间设有x轴方向的第二平式滑台220，以及驱动竖直导轨20沿着第二平式滑台220滑动的第二滑台动力件2201。其中的第二滑台动力件2201的实施例可以是电动丝杆机构、直线气缸或直线液压缸等。可准确调整探头308的位置以适应焊缝1201的x轴方向位置。

优选的实施例，第一滚轮组70包括第一主动滚轮701和第一从动滚轮702，第一主动滚轮701通过齿轮啮合方式连接第三动力件90的输出端，第一主动滚轮701与第一从动滚轮702之间通过x轴方向距离可调节的可伸缩式连接轴703，可伸缩式连接轴703能够调整第一主动滚轮701和第一从动滚轮702之间的x轴方向的距离，基座10上还设有x轴方向的第三平式滑台组230，第一从动滚轮702的底部滑动连接在第三平式滑台组230上，第三平式滑台组230上设有驱动第一从动滚轮702沿着第三平式滑台组230滑动的第三滑台动力组2301，第三滑台动力组2301驱动第一从动滚轮702到合适的x轴位置，可配合不同长度的管件120。其中的第三滑台动力组2301的实施例可以是电动丝杆机构、直线气缸或直线液压缸等。使得本发明能够适应不同长度的管件120。

优选的实施例，第一滚轮组70包括第一主动滚轮701和第一从动滚轮702，第一主动滚轮701通过齿轮啮合方式连接第三动力件90的输出端，第一主动滚轮701与第一从动滚轮702之间通过x轴方向距离可调节的可伸缩式连接轴703，可伸缩式连接轴703能够调整第一主动滚轮701和第一从动滚轮702之间的x轴方向的距离，基座10上还设有x轴方向的第三平式滑台组230，第一从动滚轮702的底部滑动连接在第三平式滑台组230上，第三平式滑台组230上设有驱动第一从动滚轮702沿着第三平式滑台组230x轴方向滑动的第三滑台动力组2301，其中的第三滑台动力组2301的实施例可以是电动丝杆机构、直线气缸或直线液压缸等；第二滚轮组80包括第三滚轮801和第四滚轮802，第一平式滑台组100包括第一平式滑台1001和第三平式滑台1003，第一滑台动力组101包括第四动力件1011和第五动力件1013，第四动力件1011驱动第三滚轮801沿着第一平式滑台1001y轴方向滑动，第五动力件1013驱动第四滚轮802沿着第三平式滑台1003y轴方向滑动，第三平式滑台1003的底部滑动连接在第三平式滑台组230上，第三滑台动力组2301能够推动第三平式滑台1003沿着第三平式滑台组230做x轴方向的滑动。使得第四滚轮802与第一从动滚轮702相配合地x轴方向移动，除了能够适应不同长度的管件120，还能使得管件120在第一滚轮组70和第二滚轮组80放置更加稳定。

优选的实施例，第三滚轮801与第四滚轮802之间通过x轴方向距离可调节的可伸缩式连接轴703。除了能够调节第三滚轮801与第四滚轮802之间x轴方向的位置，还能提高第二滚轮组80的稳定性。

优选的实施例，基座10上设有集水槽240。可收集作为耦合剂的水。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。