一种超声导波扫查装置的制作方法

本实用新型属于超声成像检测技术领域，特别涉及一种超声导波扫查装置。

背景技术：

超声检测成像化是超声无损检测技术的一个发展方向。超声检测成像技术要求成像检测仪必须获得探头接收超声信号时的实时准确位置，同时探头在成像过程中的运动尽量平稳以保证成像信号质量稳定。为满足上述工作条件，超声检测扫查装置对于超声成像检测来说是必不可少的。扫查装置都设计有探头耦合架，可保证超声探头与所检测的工件表面可以平稳接触或者保持恒定距离，使超声信号可以稳定耦合进入工件，以及从工件中返回超声探头；扫查装置同时具备距离编码器，可以实时记录探头或者扫查装置的运动位置参数，并传输给超声成像检测仪主机，作为信号成像的编码依据。

超声探头在进行工件检测时，需要保证探头与工件之间具有良好的声耦合条件，即探头的声波发射端面要与工件表面良好贴合，在实际检测工程条件下，工件表面的平整度往往不能满足要求，此时就需要在检测前对扫查过程中探头将会到达的所有部位进行修磨处理。目前的超声扫查成像方法，一般采用在工件表面移动超声探头的扫描方式，来达成超声波束扫描工件各处部位的目的。由于上述原因，目前的超声扫查成像方法要求检测人员对工件表面要进行大量的修磨处理工作，这直接导致了整个检测工程效率无法提高。

传统的超声检测方法中，超声探头只能检测探头下方或者附近的一小部分区域，为完成整个工件的检测，探头需要到达工件表面的几乎所有部位，当检测工件的面积较大时，工作效率会极为低下。超声导波检测是一种新型的超声检测方法，超声导波探头通过在规则平板状工件中激励出超声导波信号，可检测探头前方较远距离内的材料缺损问题。使用超声导波检测方法，可以在一定程度上减小探头在工件表面移动的位置区域范围。

超声导波检测扫查架的设计特点在于：针对超声导波检测信号在规则平板状金属工件中传播距离较远的特点，设计了超声导波探头定点旋转扫查的方式。普通超声检测扫查架在检测操作时，一般是带动超声探头在待检工件表面移动，以达到超声波束扫描工件中各处部位的效果；本实用新型设计的扫查架，在检测时将探头固定在工件表面某一个点上，在该点做旋转，使超声波束扫描该点周围一定区域内的工件部位。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种超声导波扫查装置，该装置能够提高超声检测工程的工作效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种超声导波扫查装置，包括探头耦合架、旋转运动件和底座支撑件，所述旋转运动件包括通过旋转盘套设于旋转座外的固定环，旋转座上设置有大齿轮，大齿轮外啮合有两个小齿轮，一个小齿轮通过连接轴连接位于上方的手轮，另一个小齿轮通过连接轴连接编码器，所述旋转座顶部连接有自上而下穿过大齿轮的附件杆，所述旋转座的底部通过连接架连接探头耦合架，所述固定环的底部安装底座支撑件。

进一步的，所述探头耦合架包括内围框、外围框和固定框，超声导波探头安装于内围框中，内围框外通过外围框连接固定框。

进一步的，所述连接架的下端连接固定框的外壁，连接架的上端连接附件杆的下端。

进一步的，超声导波探头相对的一组外侧壁上分别通过转轴连接内围框相对的一组内壁，超声导波探头与内围框相对转动；内围框相对的一组外侧壁上分别通过转轴连接外围框相对的一组内壁，内围框与外围框相对转动，所述固定框的内壁与外围框的外壁之间通过纵向设置的导轨连接，固定框和外围框相对上下运动，实现2个自由度。

进一步的，内围框内外的两组转轴的旋转自由度呈正交关系。

进一步的，所述底座支撑件为三条磁性支撑腿，且三条磁性支撑腿互相呈120°固定安装于固定环的下方。

进一步的，所述磁性支撑腿包括底部安装有底座脚的支撑腿，底座脚内安装有磁铁，磁铁用于吸附待检测工件。

进一步的，所述三条磁性支撑腿通过螺钉与固定环固定连接。

进一步的，所述固定环上安装有固定罩；所述小齿轮、大齿轮和旋转盘均位于固定环与固定罩之间形成的空间内，所述连接轴自固定罩的顶面向上伸出外接位于顶部的编码器活手轮。

进一步的，所述附件杆的顶部安装有附件座。

进一步的，所述编码器外接成像检测仪。

进一步的，所述编码器外安装有编码器安装壳。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型实现了旋转扫查，有效地发挥了高频导波检测技术检测范围广和检测效率高的技术特点；

本实用新型采用定点旋转扫查，超声导波探头在待检测工件表面只需要做定点旋转运动，而不需要做平行移动等运动，使得检测人员只需要对超声导波探头所在位置的待检测工件表面进行点状的小面积修磨处理，大大减小了检测前的准备工作量，可极大提高检测工程效率，降低人员疲劳度；

本实用新型中的附件座扩展了功能，可以方便地搭载光学指示、方位角测定等观测设备，具备扫查检测功能扩展能力；

本实用新型中旋转运动件安装在固定罩内部，在结构设计上得到了很好保护，使得降低了发生机械故障和运转磨损的概率，工作寿命得到增强。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中图1的a-a剖面图；

图3是本实用新型的整机立体图；

图4是本实用新型中固定框和外围框的连接图；

其中：1-内围框，2-外围框，3-固定框，4-连接架，5-底座脚，6-支撑腿，7-固定环，8-旋转盘，9-旋转座，10-固定罩，11-编码器安装壳，12-小齿轮，13-大齿轮，14-连接轴，15-附件杆，16-附件座，17-手轮。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作更进一步的说明。

如图1-3所示，一种超声导波扫查装置，包括探头耦合架、旋转运动件和底座支撑件，所述旋转运动件包括通过旋转盘8套设于旋转座9外的固定环7，旋转座9上设置有大齿轮13，大齿轮13外啮合有两个小齿轮12，一个小齿轮12通过连接轴14连接位于上方的手轮17，另一个小齿轮12通过连接轴14连接编码器，所述编码器外接成像检测仪，所述旋转座9顶部连接有自上而下穿过大齿轮13的附件杆15，所述旋转座9的底部通过连接架4连接探头耦合架，所述固定环7的底部安装底座支撑件。

所述探头耦合架包括内围框1、外围框2和固定框3，超声导波探头安装于内围框1中，内围框1外通过外围框2连接固定框3；作为一个优选方式，超声导波探头相对的一组外侧壁上分别通过转轴连接内围框1相对的一组内壁，即超声导波探头与内围框1可以相对的顺时针或逆时针转动，内围框1相对的一组外侧壁上分别通过转轴连接外围框2相对的一组内壁，即内围框1与外围框2可以相对的顺时针或逆时针转动，内围框1内外的两组转轴的旋转自由度呈正交关系；固定框3的内壁与外围框2的外壁之间通过纵向设置的导轨连接，导轨提供了两者之间的相对上升或下降运动自由度，实现2个自由度；所述连接架4的下端连接固定框3的外壁，连接架4的上端连接附件杆15的下端。

所述底座支撑件为三条磁性支撑腿，且三条磁性支撑腿互相呈120°固定安装于固定环7的下方；所述磁性支撑腿包括底部安装有底座脚5的支撑腿6，底座脚5内安装有强磁铁，强磁铁将超声导波扫查装置吸附于待检测工件；优选地，三条磁性支撑腿通过螺钉与固定环7固定连接。

所述固定环7上安装有固定罩10，所述小齿轮12、大齿轮13和旋转盘8均位于固定环7与固定罩10之间形成的空间内，所述连接轴14自固定罩10的顶面向上伸出外接位于顶部的编码器活手轮17。

所述编码器外安装有编码器安装壳11，编码器安装壳11通过螺钉固定安装于固定罩10的顶面上。

本实用新型的原理：超声导波探头安装在内围框1中，探头耦合架为超声导波探头提供了6个自由度，保证超声导波探头可以和待检测工件表面良好贴合；具体地讲，超声导波探头相对的一组外侧壁上分别通过转轴连接内围框1相对的一组内壁，即超声导波探头与内围框1可以相对的顺时针或逆时针转动，实现2个自由度；内围框1相对的一组外侧壁上分别通过转轴连接外围框2相对的一组内壁，即内围框1与外围框2可以相对的顺时针或逆时针转动，实现2个自由度；固定框3的内壁与外围框2的外壁之间通过纵向设置的导轨连接，导轨提供了两者之间的相对上升或下降运动自由度，实现2个自由度；内围框1内外的两组转轴的旋转自由度呈正交关系；底座脚5内安装的强磁铁，将超声导波扫查装置吸附于待检测工件，固定罩10与固定环7共同构成了旋转运动件的保护壳，保护壳内部，旋转盘8连接了固定环7和旋转座9，使得旋转座9可以相对于固定环7转动，大齿轮13与旋转座9连接固定，大齿轮13外啮合两个小齿轮12，一个小齿轮12通过连接轴14连接位于上方的手轮17，另一个小齿轮12通过连接轴14连接编码器，手轮17转动时，带动小齿轮12旋转，由于小齿轮12与大齿轮13啮合，故旋转传递到旋转座9上，从而带动连接架4及探头耦合架一起旋转，最终使安装在内围框1上的超声导波探头产生旋转；同时，当手轮17带动一个小齿轮12旋转时，带动与大齿轮13啮合的另一个小齿轮12旋转，该小齿轮12通过连接轴14带动编码器旋转，形成探头旋转位置编码，向外输出给成像检测仪。由旋转运动件带动旋转，进行定点一圈360°旋转，可使超声导波探头发出的超声导波波束扫描超声导波探头点周围一定半径范围内区域的待检测工件。附件杆15的上方固定安装附件座16，在附件座16的上面可以搭载附带的观测设备，由于连接架4和附件杆15均与旋转座9固定连接，故在手轮17驱动旋转座9旋转时，旋转运动会同时传导到附件座16上，使得附件座16上搭载的附带观测设备实现与超声导波探头同步旋转，方便本扫查架进行功能扩展。

本实用新型的应用：该装置可用于平板状或近似平板状金属工件的高频导波检测成像的扫查。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。