[發(fā)明專(zhuān)利]基于超聲相控陣技術(shù)的變曲率構(gòu)件接觸式檢測(cè)用耦合系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310697179.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103675109A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉紅;梁龍雙;丁輝;張俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/28
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/28
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 42222
• 代理人: 溫珊姍;沈林華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變曲率構(gòu)件超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于超聲相控陣技術(shù)的變曲率構(gòu)件接觸式檢測(cè)用耦合系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超聲檢測(cè)法是指超聲波探頭發(fā)出的超聲波通過(guò)聲耦合介質(zhì)傳入受檢構(gòu)件，最后通過(guò)觀察顯示在超聲檢測(cè)儀上的有關(guān)超聲波在受檢構(gòu)件中發(fā)生的傳播變化信號(hào)來(lái)反應(yīng)受檢構(gòu)件連續(xù)性、完整性和其他特性的一種無(wú)損檢測(cè)方法。在工業(yè)檢測(cè)中，超聲檢測(cè)法因其檢測(cè)范圍大、靈敏度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。

超聲接觸式檢測(cè)是指超聲波探頭與受檢構(gòu)件接觸并通過(guò)聲耦合介質(zhì)傳入受檢構(gòu)件中的一種超聲檢測(cè)法，在工業(yè)檢測(cè)中應(yīng)用尤其廣泛。在超聲接觸式檢測(cè)中，受檢工件表面粗糙度、平整度對(duì)檢測(cè)聲耦合影響大，這種情況下聲波的良好耦合尤為重要。

超聲波相控陣是指按照一定的規(guī)則和時(shí)序激發(fā)一組探頭晶片，通過(guò)調(diào)整激發(fā)晶片的序列、數(shù)量、時(shí)間來(lái)控制波束的形狀、軸線偏轉(zhuǎn)角度及聚焦位置等參數(shù)的超聲波電子掃查方式，高速、高效、適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn)使其廣泛應(yīng)用于檢測(cè)當(dāng)中。

變曲率構(gòu)件是工業(yè)檢測(cè)中常見(jiàn)的檢測(cè)對(duì)象，構(gòu)件具有受檢面曲率在任意方向均為無(wú)規(guī)律不斷變化的特點(diǎn)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片作為變曲率構(gòu)件的典型代表，其表面曲率在與焊縫成任意夾角方向均為無(wú)規(guī)律不斷變化，針對(duì)此類(lèi)構(gòu)件超聲相控陣檢測(cè)裝置需多姿態(tài)運(yùn)行。

在超聲接觸式檢測(cè)中，較常規(guī)探頭，超聲相控陣探頭因其晶片數(shù)量多而與受檢構(gòu)件接觸面積大，若要實(shí)現(xiàn)耦合劑的自動(dòng)添加則需要進(jìn)一步增加探頭與工件接觸面積，現(xiàn)有的超聲相控陣接觸式自動(dòng)耦合檢測(cè)探頭多在平面上使用，若在規(guī)則曲面上使用，需要將探頭表面曲率加工到與受檢構(gòu)件一致，但當(dāng)受檢構(gòu)件表面曲率在不斷變化時(shí)探頭表面曲率也需要變化，因此現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法適用于變曲率構(gòu)件超聲相控陣接觸式自動(dòng)耦合檢測(cè)；現(xiàn)有耦合劑添加裝置大多依靠耦合劑自身重量在簡(jiǎn)易裝置的輔助下完成手動(dòng)添加，無(wú)法適用于多姿態(tài)運(yùn)行環(huán)境下的自動(dòng)添加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有超聲相控陣接觸式檢測(cè)耦合系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)變曲率構(gòu)件多姿態(tài)運(yùn)行的不足，設(shè)計(jì)一種基于超聲相控陣技術(shù)的變曲率構(gòu)件接觸式檢測(cè)用耦合系統(tǒng)。

本發(fā)明基于超聲相控陣技術(shù)的變曲率構(gòu)件接觸式檢測(cè)用耦合系統(tǒng)，包括耦合劑添加組件2、添加控制組件3、探頭組件4和探頭夾持組件5，所述耦合劑添加組件2將耦合劑添加至探頭組件4處進(jìn)行耦合，所述添加控制組件3用于控制、反饋和調(diào)節(jié)耦合劑添加組件2，所述探頭夾持組件5用于夾持和控制探頭組件4。

所述耦合劑添加組件2，包括帶有箱體蓋24的箱體21，箱體21通過(guò)軟管26與三通管29相連，繼而三通管29和探頭組件4相連通；

所述箱體21內(nèi)設(shè)帶有耦合劑室蓋23的耦合劑室212、微型水泵室213和控制板室214，耦合劑室212的輸出孔242通過(guò)導(dǎo)管25和微型水泵室213的輸入孔243相連通，箱體21側(cè)壁上設(shè)有液位計(jì)215；

所述耦合劑室212內(nèi)盛裝有耦合劑并設(shè)有軟管231和配重球232，軟管231一端和箱體蓋24上的輸出孔242相連通，軟管231另一端和配重球232相連，所述配重球232上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)以上與軟管231相連通、不同方向的孔；

所述微型水泵室213內(nèi)設(shè)微型水泵22。

所述添加控制組件3包括上位機(jī)、控制板31、電源及控制線32、微型流量計(jì)33，控制板31安裝在箱體21的控制板室214內(nèi)；電源及控制線32從箱體21的控制線孔217引入箱體21內(nèi)，對(duì)微型水泵22供電并對(duì)控制板31供電和輸送上位機(jī)命令；微型流量計(jì)33設(shè)置在箱體21與軟管26的連接處，上位機(jī)對(duì)控制板31發(fā)送耦合劑流量指令，控制板31通過(guò)微型流量計(jì)33測(cè)量的耦合劑輸出流量來(lái)調(diào)節(jié)微型水泵的泵速，實(shí)現(xiàn)耦合劑流量的控制反饋調(diào)節(jié)。

所述探頭組件4包括相控陣探頭41、有機(jī)玻璃塊42、軟套43，相控陣探頭41通過(guò)螺栓與有機(jī)玻璃塊42相連，有機(jī)玻璃塊42上開(kāi)有兩個(gè)耦合劑輸入孔421，耦合劑輸入孔421與三通管29的兩出口相連；

有機(jī)玻璃塊42與工件接觸一面兩側(cè)開(kāi)槽422，有機(jī)玻璃塊42上兩側(cè)還有夾持孔423，有機(jī)玻璃塊42前端有聲能吸收塊424；

軟套43為回字型，套在有機(jī)玻璃塊42兩側(cè)槽422上并與有機(jī)玻璃塊42相粘接，軟套43上開(kāi)有四個(gè)以上與有機(jī)玻璃塊42的出口孔相連通的內(nèi)側(cè)孔431，軟套43兩側(cè)開(kāi)槽432。