用于超声检测的缓震式探头夹具的制作方法

1.本实用新型属于自动化超声检测领域，具体涉及一种用于超声检测的缓震式探头夹具。


背景技术：

2.超声无损检测技术因其能在不损坏试件材质、结构的前提下，利用超声波在材料内传播时，在遇到材料不连续的情况，比如气孔缺陷或异种材料等，就会有部分或全部超声波被反射回来的特性，检测者即可根据对应的反射波、透射波和散射波特性判断材料内部状态，在医学超声、交通运输、压力容器等领域应用广泛。
3.在超声检测过程中，超声换能器简称“探头”，一般由手持的方式，搭配位移编码器进行使用，但难以把握探头和待检试件之间的压力大小并难以保证扫查路径的精准行进，而这会造成超声波的传播路径存在较大的位移差，进而影响回波数据的采集。尤其对于大尺寸试件的检测，因实际检测过程繁琐、检测试件长、手动扫查方式难以保证检测状态的前后一致性和检测位置的准确性而影响检测数据和结论的可靠性，采用自动化扫查方式也就成为了超声检测的趋势。因此，设计一种可配合扫查架使用并实现超声检测时探头位置的精确控制及探头与待检测试件间合理接触力的用于超声检测的缓震式探头夹具是十分必要的。


技术实现要素：

4.针对以上情况，本实用新型提供了一种用于超声检测的缓震式探头夹具，该夹具可配合扫查架在待检试件表面进行接触式扫查，可将探头对待测试件表面的压力值控制合理范围内，可避免因手持探头检测所造成的探头和待检试件之间压力大小不一致的问题，以及因扫查路径非精准而引起的检测数据和结果不可靠的问题，进而实现更准确地超声检测。
5.本实用新型采用的技术方案是，其包括固定板、缓震套筒、压力传感装置和探头夹持装置，所述固定板侧面与扫查架固定连接，所述固定板第二端固定有缓震套筒，所述压力传感装置的第一端连接在所述缓震套筒的第一端内部，所述压力传感装置的第二端固定有所述探头夹持装置，所述缓震套筒包括缓震套筒外筒和缓震套筒内筒，所述缓震套筒外筒的第一端固定连接在所述固定板的第二端，所述缓震套筒内筒固定在所述缓震套筒外筒的第一端内部；所述缓震套筒外筒包括外筒筒底和外筒筒壁，所述外筒筒底的第一端固定连接在所述固定板的第二端，所述外筒筒底的第二端固定连接有所述外筒筒壁；所述缓震套筒内筒包括内筒筒底、内筒筒壁和筒底凸台，所述内筒筒底的第一端固定连接在所述外筒筒底的第二端，所述内筒筒底的第二端固定连接有所述内筒筒壁，所述内筒筒底和内筒筒壁均套在所述外筒筒壁内部，所述筒底凸台固定连接在所述内筒筒底的第二端、且位于所述内筒筒壁的内部；
6.所述压力传感装置包括连杆、连接片和荷重传感器，所述连杆的第二端与所述探
头夹持装置的第一端固定连接，所述连杆的第一端经所述荷重传感器与连接片的第二端相连，所述连接片的第一端与所述内筒筒底间设有弹性元件；
7.所述探头夹持装置包括探头夹持连接筒和探头外壳，所述探头夹持连接筒的第一端与所述连杆的第二端固定连接，所述探头夹持连接筒的第二端内部安装有所述探头外壳。
8.可优选的，所述固定板的表面开设有均匀分布的若干贯通螺纹孔，所述螺纹孔的排列正交对称。
9.进一步，所述外筒筒壁的外侧滑道在其柱面结构上开设有多个均匀分布的贯通式螺纹孔，用顶部为滚珠的特殊螺丝构造凹凸式滑道。
10.进一步，所述探头夹持连接筒的第二端两侧设有螺纹孔，所述探头外壳两侧设有螺纹孔，所述探头外壳两侧面外观为正方形，垂直旋转后能和所述探头夹持连接筒保持一体化。
11.进一步，所述压力传感装置设有称重智显表，所述称重智显表通过数据传输线与所述荷重传感器相连。
12.进一步，所述外筒筒壁和内筒筒壁分别设有用于取放所述压力传感装置的开口部。
13.本实用新型的特点和有益效果是：
14.(1)本实用新型提供的用于超声检测的缓震式探头夹具，使用过程即通过操作扫查架带动探头夹具和探头在待检试件表面进行接触式扫查，可将探头对待测试件表面的压力值控制合理范围内。
15.(2)本实用新型所设计的缓震式探头夹具，不仅避免了因手持探头检测所造成的探头和待检试件之间压力大小不一致的问题，也避免了因扫查路径非精准而引起的检测数据和结果不可靠的问题，实现了更准确地超声检测。
附图说明
16.图1为本实用新型用于超声检测的缓震式探头夹具的整体组成示意图；
17.图2为本实用新型的固定板的结构示意图；
18.图3a为本实用新型的缓震套筒外筒的结构示意图；
19.图3b为本实用新型的缓震套筒内筒的结构示意图；
20.图4a为本实用新型的探头夹持连接筒的结构示意图；
21.图4b为本实用新型的探头外壳的结构示意图；
22.图5a为本实用新型的荷重传感器的结构示意图；
23.图5b为本实用新型的压力传感器连接片的结构示意图；
24.图5c为本实用新型的压力传感器连杆的结构示意图。
25.图中：
[0026]1‑
固定板；2
‑
缓震套筒；21
‑
缓震套筒外筒；211
‑
外筒筒底；212
‑
外筒筒壁； 22
‑
缓震套筒内筒；221
‑
内筒筒底；222
‑
内筒筒壁；223
‑
筒底凸台；3
‑
压力传感装置；31
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连杆；32
‑
连接片；33
‑
荷重传感器；4
‑
探头夹持装置；41
‑
探头夹持连接筒；411
‑
凹槽；42
‑
探头外壳；51
‑
第一螺纹孔；52
‑
第二螺纹孔；53
‑
第三螺纹孔；54
‑
第四螺纹孔；55
‑
第五螺纹孔；56
‑
第六
螺纹孔；57
‑
第七螺纹孔； 58
‑
第八螺纹孔；59
‑
第九螺纹孔；510
‑
第十螺纹孔；511
‑
第十一螺纹孔；512
‑ꢀ
第十二螺纹孔；513
‑
第十三螺纹孔。
具体实施方式
[0027]
为详尽本实用新型之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。举例而言，本发明中出现的用词第一和第二通常代表面向本发明装置的外筒筒壁的开口部且开口呈倒u形时所示的上侧和下侧。
[0028]
本实用新型提供的用于超声检测的缓震式探头夹具，如图1所示，其包括固定板1、缓震套筒2、压力传感装置3和探头夹持装置4，固定板1侧面与扫查架固定连接，固定板1第二端固定有缓震套筒2；压力传感装置3的第一端连接在缓震套筒2的第一端内部，压力传感器3的第二端固定有探头夹持装置4。
[0029]
如图2所示，固定板1表面开设有均匀分布的若干贯通螺纹孔，且螺纹孔的排列正交对称，以方便缓震套筒2的安装和方向的变换以及不同试件扫查时超声扫查路径的设计。在一个具体优选实施方式中，固定板1表面设有三组贯通的第一螺纹孔51，且每组中均包括四个m4螺纹孔和一个m5螺纹孔，并使用位于中间的一组螺纹孔来固定缓震套筒外筒21，换言之，缓震套筒外筒21 设置在固定板1的中间位置上。
[0030]
如图3a和图3b所示，缓震套筒2包括缓震套筒外筒21和缓震套筒内筒 22，缓震套筒外筒21第一端固定连接在固定板1的第二端，缓震套筒内筒22 固定在缓震套筒外筒21的第一端内部；缓震套筒外筒21包括外筒筒底211和外筒筒壁212，外筒筒底211的第一端固定连接在固定板1的第二端，第二端固定连接有外筒筒壁212；缓震套筒内筒22包括内筒筒底221、内筒筒壁222 和筒底凸台223，内筒筒底221的第一端固定连接在外筒筒底211的第二端，第二端固定连接有内筒筒壁222，内筒筒底221和内筒筒壁222均套在外筒筒壁212内部，筒底凸台223固定连接在内筒筒底221的第二端、内筒筒壁222 的内部；外筒筒壁212和内筒筒壁222分别设有用于取放压力传感装置3的开口部。
[0031]
外筒筒壁212的设计并非采用凹槽式构造，而是在其柱面结构上开设有多个均匀分布的贯通式螺纹孔，在一个具体优选实施方式中，外筒筒壁212在其柱面结构上攻出三组，即每组两个，上下排列的贯通螺纹孔，用顶部为滚珠的特殊螺丝构造凹凸式滑道，方便校准探头夹持连接筒41的垂直度，并在检测结束后锁死探头夹持连接筒41，防止其掉落损坏超声检测设备。
[0032]
如图5a、图5b和图5c所示，压力传感装置3包括连杆31、连接片32和荷重传感器33，连杆31的第二端与探头夹持装置4的第一端固定连接，连杆 31的第一端经荷重传感器33与连接片32的第二端相连，连接片32的第一端与内筒筒底221的第二端间设有弹性元件。压力传感装置3设有称重智显表，称重智显表通过数据传输线与荷重传感器33相连，用于实时反馈探头所受压力的数值大小。在一个具体优选实施方式中，弹性元件选用不锈钢弹簧，荷重传感器33选用znhbm
‑
30型荷重传感器，称重智显表选用bscc
‑
h2型称重智显表。
[0033]
如图4a和图4b所示，探头夹持装置4包括探头夹持连接筒41和探头外壳42，探头夹持连接筒41的第一端与连杆31的第二端固定连接，探头夹持连接筒41的第二端内部安装有探头外壳42，探头夹持连接筒41的第二端两侧设有螺纹孔，确保探头外壳42的稳定，探头外
壳42两侧设有螺纹孔，在顶丝帮助下确保探头的稳定，探头外壳42两侧面外观为正方形，垂直旋转后能和探头夹持连接筒41保持一体化。
[0034]
安装超声探头时，将探头放置在图4b所示的探头外壳42内，探头的电源线从顶部拱形孔中穿出，将探头外壳42按图1所示的装配方式与探头夹持连接筒41配置在一起，并用螺栓通过所示的第九螺纹孔59、第十螺纹孔510两两对应进行固定，保证探头和探头外壳42的稳定性；压力传感装置3的配置是由荷重传感器33通过所示的第五螺纹孔55、第六螺纹孔56分别与连接片 32和连杆31相连，即第五螺纹孔55与第十二螺纹孔512组合，第六螺纹孔 56与第十三螺纹孔513组合；缓震套筒2的安装是将缓震套筒外筒21的外滑道通过所示的第二螺纹孔52、第三螺纹孔53，将外滑道先固定在固定板1上，再通过第四螺纹孔54将缓震套筒内筒22与外滑道相连；最后，通过第一螺纹孔51将固定板1与扫查架相连，通过筒底凸台223和连接片32第一端的凸台，利用弹性元件将缓震套筒2与压力传感装置3相连，通过第七螺纹孔57、第八螺纹孔58将压力传感装置3与探头夹持装置4相连，完成安装。
[0035]
使用时，缓震套筒外筒21上所示的6个第十一螺纹孔511，用顶部为滚珠的特殊螺丝旋入，与探头夹持连接筒41的凹槽411结构共同构造凹凸式滑道，整个夹具在受到压力时，弹簧33会被压缩，并由压力传感装置4实时读出压力的数值，可以根据数值大小做一定的分析和试验的调整，使得试验数据更加准确，并且借助扫查架的作用，可以实现自动化过程，加快了试验进程。
[0036]
本实用新型提供的用于超声检测的缓震式探头夹具，使用过程即通过操作扫查架带动探头夹具和探头在待检试件表面进行接触式扫查，可将探头对待测试件表面的压力值控制合理范围内；不仅避免了因手持探头检测所造成的探头和待检试件之间压力大小不一致的问题，也避免了因扫查路径非精准而引起的检测数据和结果不可靠的问题，实现了更准确地超声检测。
[0037]
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。