[發明專利]基于射頻/微波技術的旋轉式超聲波探傷裝置

在審

• 申請號: 201610045385.2
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105699485A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 張建衛;徐磊;劉濤;劉光磊;范弘;孫魯偉;楊博;童凱
• 申請（專利權）人: 鋼研納克檢測技術有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種基于射頻/微波技術的旋轉式超聲波探傷裝置，其特征在于，包括電機 傳動單元、轉子單元、定子單元；所述的轉子單元包括空心軸(1)、多邊形花欄架 (2)、超聲波發射/接收模塊(8)、旋轉頭內部的信號無線傳輸模塊(9)、電耦 合銅環(7)、超聲波探頭架及超聲波探頭；所述的定子單元包括軸承(12)、水套 裝置(10)、導套(11)、三抓定心裝置(13)、碳刷架(16)和石墨碳刷(17)、 旋轉頭外部的信號無線傳輸模塊(18)、基座(15)；

所述的多邊形花欄架(2)和所述的電耦合銅環(7)分別布置固定于空心軸(1) 的兩邊；多邊形花欄架(2)用于安裝和固定超聲波發射/接收模塊(8)和旋轉頭內 部的信號無線傳輸模塊(18)；電耦合銅環(7)用于耦合直流電源，給超聲發射/ 接收模塊(8)和旋轉頭內部的信號無線傳輸模塊(9提供直流電；

所述的探頭架(3)沿空心軸(1)周向位置均勻布置固定于多邊形花欄架(2)和電 耦合銅環(7)之間，超聲波探頭縱傷探頭(4)、分層測厚探頭(5)及橫傷探頭(6) 分別固定于探頭架(3)上；

所述的空心軸(1)兩端固定于軸承(12)內，軸承(12)、水套裝置(10)、 導套(11)、三抓定心裝置(13)、碳刷架(16)、旋轉頭外部的信號無線傳輸模 塊(18)和電機系統(19)固定于基座(15)上；水套裝置(10)用于給空心軸(1) 內注入耦合用水；碳刷架(16)用于固定石墨碳刷(17)，石墨碳刷(17)通過與 電耦合銅環(7)接觸，將直流電源持續、穩定的供給轉子單元；導套(11)和三抓 定心裝置(13)對被檢測管材/棒材起到輔助導向和固定作用；電機系統(19)帶動 轉子單元轉動。

2.根據權利要求1所述的旋轉式超聲波探傷裝置，其特征在于，該裝置通過轉 子單元中的超聲波發射/接收模塊來激勵超聲波探頭發射超聲波信號，并接收由耦合 水、管材/棒材表面及內部反射回來的回波檢測信號；超聲波發射/接收模塊接收到 的回波檢測信號以有線的方式傳輸給旋轉頭內部的信號無線傳輸模塊，旋轉頭內部 的信號無線傳輸模塊對接收的回波檢測信號進行壓縮、打包、數字調制、高頻放大 及加密一系列信號處理后，以射頻/微波的形式，通過無線發射裝置將信號傳輸出去， 該信號被放置在超聲旋轉頭外部的信號無線傳輸模塊接收到，由旋轉頭外部的信號 無線傳輸模塊對接收到的信號進行解密、數字解調及信號重構處理，將接收到的射 頻/微波信號還原為原始的回波檢測信號，并以有線的方式傳輸到上位機上進行存 儲、顯示；上位機對轉子單元處的超聲波發射/接收模塊和旋轉頭內部的信號無線傳 輸模塊所發出的控制命令，與回波檢測信號的無線傳輸方式、路徑完全一樣，只不 過傳輸方向相反。上位機發出的控制命令以射頻/微波的形由旋轉頭外部的信號無線 傳輸模塊發射出去，并由旋轉頭內部的信號無線傳輸模塊進行接收處理，再以有線 的方式傳輸到轉子單元的各執行機構。

3.根據權利要求1所述的旋轉式超聲波探傷裝置，其特征在于，電機傳動單元 與空心軸都裝有皮帶輪，在電機得電后，通過傳動皮帶帶動空心軸原地旋轉。被檢 管材/棒材由傳輸輥道傳送到超聲旋轉頭的入口處，在導套和三抓定心的輔助導向作 用下，水平穿過空心軸的檢測腔體；管材/棒材在空心軸的檢測腔體內直線前進的過 程中，布置在空心軸上超聲波探頭隨著空心軸在原地高速旋轉，沿管材/棒材的周向 進行高速掃查；通過分別放置于超聲旋轉頭內部和外部的信號無線傳輸模塊，使得 回波檢測信號和控制命令以射頻/微波的形式，在轉子單元處的超聲波發射/接收模 塊和外部上位機之間實現穩定可靠的自由通訊連接；超聲探傷結果實時的顯示到上 位機檢測儀器上，并進行后續出具探傷報告及結果存儲。

4.根據權利要求1所述的旋轉式超聲波探傷裝置，其特征在于，所述多邊型花 欄架(2)為形狀規則的正四邊形、正六邊形或者正八邊形。