超声相控阵平板检测自动扫查装置的制作方法

本实用新型涉及超声波检测技术领域，具体来说涉及一种超声相控阵平板检测自动扫查装置。

背景技术：

超声波相控阵和常规超声波检测得原理相似，都是基于脉冲反射法的原理。超声相控阵相对常规超声波优点主要包括以下几个方面：

(1)相控阵采用s扫，即同时可以拥有许多角度的超声波，就相当于拥有多种角度的探头同时工作，所以相控阵无需锯齿扫查，只要沿着焊缝挪动探头即可，检测效率更高。适用于自动化生产，和批量生产。

(2)相控阵可以拥有聚焦功能，而常规超声波一般没有(除了聚焦探头外)，所以相控阵检测的灵敏度和分辨率都比常规超声检测高。

(3)相控阵检测可以同时拥有b扫、d扫、s扫和c扫描，可以通过建模，建立一个三维立体图形，缺陷显示非常直观，哪怕不懂ndt的人都能看明白，而常规超声波只能通过波形来分辨缺陷。

(4)超声相控阵可以检测复杂工件，比如可以检测涡轮叶片的叶根，常规超声波检测因为探头声束角度单一，存在很大的盲区，造成漏检。而相控阵可以快速，直观的检测。

(5)超声相控阵可对检测过程记录，实现了检测的追溯性，而常规超声只能靠人为判断波形对检测结果定论。

正因为超声相控阵技术的上述优势，它在无损检测工程中应用的越来越广泛。

超声相控阵检测时无需锯齿扫查，只需在距被检焊缝一定距离沿焊缝扫查一次即可完成对焊缝的全部检测。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种超声相控阵平板检测自动扫查装置，有助于实现平板焊缝相控阵探头自动化扫查，提高检测精度和效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超声相控阵平板检测自动扫查装置，包括：

用于安装固定于平板部件的装置主体；

与所述装置主体可直线运动配合的带动块组件；

设置于所述带动块组件，且用于安装相控阵探头的探头槽。

优选地，所述探头槽与所述带动块组件可直线运动配合，且运动方向垂直于所述带动块组件与所述装置主体的直线运动方向。

优选地，所述带动块组件包括：

与所述装置主体可直线运动配合的带动块；

设置于所述带动块的第一连杆；

与所述第一连杆为可活动连接的第二连杆，且所述第二连杆连接于所述探头槽。

优选地，所述带动块组件还包括：

设置于所述带动块，且插接于所述第二连杆的螺杆；

安装于所述螺杆，且分布于所述带动块与所述第二连杆之间的弹簧；

与所述螺杆配合，用于调整所述第二连杆安装高度的紧固螺栓。

优选地，所述带动块组件还包括：

与所述第二连杆可滑动配合的第一套管；

固定连接于所述第一套管的第三连杆，且第三连杆连接于所述探头槽。

优选地，所述探头槽包括：

用于连接所述第三连杆的第二套管；

可伸缩安装于所述第二套管的伸缩杆；

连接于所述伸缩杆，用于夹住所述相控阵探头的夹板；

设置于所述夹板，用于固定所述相控阵探头的固定螺丝。

优选地，所述装置主体包括带动块滑道，所述带动块与所述带动块滑道可直线滑动配合；

所述带动块组件还包括：

用于支撑所述带动块于所述装置主体的支撑杆；

设置于所述支撑杆，与所述带动块滑道配合的滚动轮。

优选地，还包括：用于带动所述带动块组件沿所述装置主体直线运动的驱动装置。

优选地，所述驱动装置包括：电动机、主动轮、从动轮和链条，所述主动轮与所述电动机的传动轴配合，所述主动轮和从动轮分别安装于所述链条的两侧，所述带动块组件连接于所述链条。

优选地，还包括设置于所述装置主体的永久磁铁。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置中，带动块组件联动探头槽一同沿装置主体作直线运动，以此实现探头按照预设的运动轨迹扫查平板部件，避免发生扫查偏移，大大提高检测的精度；此外，通过增加用于驱使带动块组件沿装置主体作直线运动的驱动装置，有助于实现平板焊缝相控阵探头自动化扫查，提高检测的自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置的侧视结构示意图，

其中，1为装置主体，2为带动块滑道，3为主动轮，4为从动轮，5为永久磁铁，6为链条；

图2为本实用新型实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置的前视结构示意图，

其中，7为电动机，8为机座，9为传动轴，10为滚动轮，11为支撑杆，12为主动齿轮，13为球形固定端，14为带动块，15为第一连杆，16为螺杆，17为紧固螺栓，18为弹簧，19为第二连杆，20为第一销钉，21为第二销钉，22为第一套管，23为第三连杆，24为探头槽，25为固定螺丝，26为检测区域(焊缝)，27为探头与检测区域距离a，28为相控阵探头；

图3为本实用新型实施例提供的探头槽的结构示意图，

其中，29为第二套管，30为伸缩杆，31为固定销，32为夹板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置，包括：

用于安装固定于平板部件的装置主体1；

与装置主体1可直线运动配合的带动块组件；

设置于带动块组件，且用于安装探头28的探头槽。

在使用时，将装置主体1安装固定于平板部件，并且与平板部件上的检测部位为等距设置，确保探头槽在带动块组件的联动下，保持恒定的定位距离在平板部件上作直线扫查。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的超声相控阵平板检测自动扫查装置中，带动块组件联动探头槽一同沿装置主体1作直线运动，以此实现探头按照预设的运动轨迹扫查平板部件，避免发生扫查偏移，大大提高检测的精度。

在本实施例中，探头槽与带动块组件可直线运动配合，且运动方向垂直于带动块组件与装置主体1的直线运动方向。带动块组件的直线运动方向设置与待检焊缝同向，确保与带动块组件联动的探头槽沿待检焊缝进行扫查。探头槽在带动块组件上的相对运动方向与扫查方向垂直，可实现调整探头28到待检焊缝的定位距离，减少重复定位的工作量，提升扫查的效率。

优选地，带动块组件包括：与装置主体1可直线运动配合的带动块14；设置于带动块14的第一连杆15；与第一连杆15为可活动连接的第二连杆19，且第二连杆19连接于探头槽。通过控制第一连杆15与第二连杆19的活动角度，用于调整探头槽的安装高度，以此适配不同高度的探头28的安装。

具体地，装置主体1包括带动块滑道2，带动块14与带动块滑道2可直线滑动配合。带动块滑道2为带动块14的直线运动提供导向，达到间接引导探头槽沿装置主体1作直线运动的效果，实现了探头28按照预设的直线运动轨迹扫查平板部件，提高了扫查的准确度。当然，还可以采用其他直线运动方式，如螺杆机构等，在此不再赘述。

为了进一步优化上述的技术方案，带动块组件还包括：用于支撑带动块14于装置主体1的支撑杆11。支撑杆22可以有效防止带动块14发生运动脱落，确保带动块14运动的稳定性。设置于支撑杆11，与带动块滑道2配合的滚动轮10，实现了带动块14沿装置主体1的滑动。采用滚动轮10作为带动块14的滑动机构，具有结构简单、可靠性良好的特点。当然，还可以采用其他的滚动机构，比如与带动块滑道2配合的滑块。

具体地，带动块组件还包括：设置于带动块14，且插接于第二连杆19的螺杆16；安装于螺杆16，且分布于带动块14与第二连杆19之间的弹簧18；与螺杆16配合，用于调整第二连杆19安装高度的紧固螺栓17。弹簧18可以为第二连杆提供支撑的弹性力，提高第二连杆安装的稳定性。此外，利用弹簧的伸缩性能调节探头槽的扫查高度，确保探头28能够匹配待检部位有高度差的平板部件，增加探头槽扫查的可行性。另外，通过调整紧固螺栓17与螺杆16的配合量，实现探头槽不同的安装高度，确保探头28与待检部位接触良好，从而提高扫查的精度。

在本实施例中，带动块组件还包括：与第二连杆19可滑动配合的第一套管22；固定连接于第一套管22的第三连杆23，且第三连杆23连接于探头槽。第一套管22用于调整探头槽到待检部件的定位距离。采用第一套管22作为探头槽的滑动机构，具有方便安装、结构紧凑的特点。此外，第一套管22与第二连杆19为可滑动连接，通过第二销钉21将第一套管22锁紧于第二连杆19。此外，为防止第一套管22与第三连杆23发生相对位移，两者采用刚性连接，以此增加结构的可靠性。

优选地，探头槽包括：用于连接第三连杆23的第二套管29；可伸缩安装于第二套管29的伸缩杆30；连接于伸缩杆30，用于夹住探头28的夹板32；设置于夹板32，用于固定探头28的固定螺丝25。通过控制第二套管29与第三连杆23上的伸缩量，实现调整夹板32的夹持宽度，以适应不同大小的探头的安装，再通过固定螺丝25将探头28压紧于探头槽。本方案中的探头槽采用套管设计，其夹持宽度具有可调节的特点，适应不同大小的相控阵探头的安装，大大提高探头槽的适配性。

在本实施例中，本方案提供的装置还包括：用于带动带动块组件沿装置主体1直线运动的驱动装置。驱动装置驱使带动块组件沿装置主体作直线运动，以实现探头28自动化扫查平板部件，提升探头28扫查的自动化程度。

具体地，驱动装置包括：电动机7、主动轮3、从动轮4和链条6；其中，电动机7作为驱动部分；主动轮3、从动轮4和链条6作为传动部分。为了营造更好的传动效果，主动轮3和从动轮4均采用齿轮带动链条6。主动齿轮12与电动机7的传动轴9配合，主动轮3和从动轮4分别安装于链条6的两侧，带动块组件通过第一销钉20连接于链条6，实现链条6与带动块14的联动。当然，还可以采用其他的驱动方式，比如牵引制动。

为了进一步优化上述的技术方案，本方案提供的装置还包括：用于固定装置主体1和/或用于安装电动机7的基座8的永久磁铁5。采用永久磁铁5提供的吸附力将装置主体1和/或基座8固定于平板部件上，具有结构简单，拆卸方便的特点。当然，如果平板部件、装置主体1和/或基座为8非磁铁性材料，还可以采用其他的固定方式。比如通过夹板将装置主体1固定于平板部件，再通过机械连接的方式将基座8内置于装置主体1。具体根据不同的应用场景，选用不同的固定方式，这里不再赘述。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本实用新型实施例通过设计一种自动扫查装置，实现平板焊缝相控阵探头自动化扫查，具体技术方案如下：

1、自动扫查装置主要由装置主体1、主动轮3和从动轮4通过链条6组成，带动块滑道2用于带动块14的滑动，永久磁铁5用于固定装置于被检部件上。

如果所测材料为非铁磁性材料，可通过在自动扫查装置两端增加夹板等方式固定。

2、电动机7采用无级变速电机，通过调节电动机7的转动速度调节链条6的移动速度，从而控制探头28的移动速度。由于目前相控阵检测尚未形成标准，可参照普通超声的检测标准，移动速度不超过150mm/s。移动速度应根据材料表面的状态设定。基座8底部设置永久磁铁5，用于固定基座8，基座8高度可微调，适用于材料表面有高度差的情况。

若所测材料为非铁磁性材料，可将电动机7内置于自动扫查装置内。

电动机7功率大于齿轮带动链条6和带动块14等之间产生的阻力。优选使用充电电池提供电源。

3、主动轮3和从动轮4均采用齿轮带动链条6传动。

4、第一连杆15和第二连杆19为活动连接。通过调整紧固螺栓17的高度使相控阵探头28和被检表面接触良好。通过弹簧18自动调节相控阵探头28在被检表面处理不太好的情况下依然可顺利进行检测。

5、带动块14由支撑杆11支撑在装置主体1上，通过滚动轮10在带动块滑道2内滑动。第一销钉20将带动块14与链条6连接，使链条6传动带动块14移动。

6、第一套管22与第三连杆23为永久连接，通过调整第一套管22使27a的距离合适，调整完成后通过第二销钉21使其固定。

7、探头槽24采用套管设置，适应不同大小的探头28的固定，调整好后通过将固定销锁死。夹板32用于将相控阵探头28夹住，通过固定螺丝25固定。

8、装置主体1、齿轮、链条6等可由高强度塑料一体成型，连杆、套管及探头槽24、销钉等可由高强度钛合金制作。主要为使装置轻便、坚固耐用。

具体实施方式：

1、根据相控阵聚焦法则，计算a值。

2、将自动扫查装置置于相应位置，探头槽将探头夹紧，调整17紧固螺栓，使探头与接触面接触良好、移动顺利。

3、调整电动机的转动速度，在不影响检测质量的情况下，尽量大一些，以提高检测速度。

4、实施检测。

5、检测完成。

本实用新型有益效果：

本实用新型设计了一种相控阵探头的自动扫查装置。

适用不同厚度材料，不同宽度检测区域的检测。

适用大小不同的相控阵探头。

可用于焊缝和平板材料部件指定部位的检测。

适用于各种材料，如金属、陶瓷等的自动扫查。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。