[發明專利]檢查設備

有效

• 申請號: 201580053123.4
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN106716051B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 里爾姆·哈爾
• 申請（專利權）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: G01B1/00
• 分類號: G01B1/00;G01B5/012;G01B17/02;G01B21/04;G01N29/04;G01N29/22;G01N29/265;G01N29/28
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

本發明描述一種與坐標定位設備(50)一起使用的超聲檢查設備(56；330)。該設備(56；330)包含基底模塊(58；321)，其可附接到該坐標定位設備(50)的可移動部件。該基底模塊(58；321)包括超聲變換器(92)和第一連接器部分(98；322)。還提供多個耦合模塊(60、66；180?191；332)，其各自包含可以可釋放地附接到該基底模塊(58；321)的該第一連接器部分(98；322)的第二連接器部分(100)。該耦合模塊(60、66；180?191；332)還包含耦合元件(104)，其可為例如水凝膠等自潤滑材料的球面，用于接觸和聲學上耦合到待檢查的物件。此允許不同耦合模塊(60、66；180?191；332)附接到該基底模塊(58；321)以執行不同超聲檢查任務。

技術領域

本發明涉及超聲檢查設備，且特定來說涉及用于與例如坐標測量機(CMM)等坐標定位設備一起使用的模塊化超聲檢查設備。

背景技術

測量所制造物件的尺寸以確保其符合容差是眾所周知的。在高價值組件(例如航空渦輪機葉片)的情況中，可以使用安裝在CMM上的表面接觸探針以亞微米準確性來測量物件的外部形狀。US5189806和WO2009/024783描述了用于使用安裝有表面接觸(例如掃描)探針的CMM來測量物件的表面上的多個點的位置的技術實例。

除表面測量之外，常常還必需測量物件的內部特征。舉例來說，渦輪機葉片通常為中空的以使其能夠既重量輕又堅固以用于極端溫度和壓力下的操作。對此類中空渦輪機葉片的內部檢查通常使用超聲檢查設備來進行，例如超聲浸沒系統或超聲厚度計量探針。

超聲浸沒系統通常涉及將測試件完全浸沒在水槽內。使用計算機控制的機器人臂而相對于零件恰當地布置單一脈沖回波變換器或一對發射/接收變換器。水提供與零件的良好聲學耦合，但該布置昂貴且復雜，尤其對于較大零件。超聲浸沒系統的實例在GB2440959中有所描述。

超聲厚度計量探針雖然并不要求將該零件浸沒在水中，但是通常依賴于將耦合劑材料(例如耦合凝膠或液體)局部施加到該零件。這些探針趨向于是手持型的，但之前均是描述如何將這些探針安裝到CMM的套管軸。舉例來說，US2009/0178482描述了安裝到CMM的套管軸的超聲探針。US2009/0178482的超聲探針包含萬向接頭安裝件，其允許當建立了與物件的接觸時傳感器對準物件的表面法線。如US2009/0178482的段落19中所解釋的，例如凝膠或潤滑脂等耦合劑材料必須在檢查之前施加到物件的相關區域以確保超聲探針與物件之間的適當聲學耦合。施加局部耦合劑材料的需要加上萬向接頭安裝件的有限角程使得使用此系統進行的零件的內部性質的超聲檢查成為一項耗時且復雜的任務。還已知使用干燥耦合劑層的手持型超聲厚度計量探針，但此類裝置的耦合效率和性能可較差，尤其在需要較高超聲頻率下的操作時。

發明內容

本發明的第一方面提供一種與坐標定位設備一起使用的超聲檢查設備，該超聲檢查設備包括；

基底模塊，其可附接到坐標定位設備的可移動部件，該基底模塊包括超聲變換器和第一連接器部分，以及

多個耦合模塊，每一耦合模塊包括可以可釋放地附接到基底模塊的第一連接器部分的第二連接器部分，和用于接觸和聲學上耦合到待檢查的物件的耦合元件。

本發明因此提供一種與坐標定位設備(CMM)一起使用的模塊化超聲檢查設備。該模塊化設備包含基底模塊和可附接到基底模塊的多個耦合模塊。模塊化超聲設備的基底模塊可自身附接到坐標定位設備的可移動部件。舉例來說，基底模塊可包含準許其附接到CMM的套管軸或旋轉頭的附接特征或機構。基底模塊還包含超聲變換器，例如脈沖回波超聲變換器，其包含用于發射高頻時間離散縱向波形(下文中被稱為“L-波”)的壓電元件。第一連接器部分被布置在基底模塊上以允許該多個耦合模塊中的任一者經由布置在每一耦合模塊上的第二連接器部分而附接到基底模塊。該多個耦合模塊中的每一者還包含被設計為接觸和聲學上耦合到正檢查的物件的耦合元件(例如親水性的球面或如下文所描述的其它尖端)。