[發明專利]帶有弱剛性測量頭的超聲波探傷傳感器

有效

• 申請號: 201710437784.8
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107102067B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 侯懷書;朱兵兵;陳朝雷;胡邊;嚴禎榮;紀林章;沈秀國;石鋼
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01N29/22
• 分類號: G01N29/22;G01N29/24
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發明涉及一種帶有弱剛性測量頭的超聲波探傷傳感器，由弱剛性測量輔助頭、探頭外殼、傳感器本體組成，探頭外殼前部裝有弱剛性測量輔助頭，后部裝有傳感器本體，弱剛性測量輔助頭和傳感器本體與探頭外殼之間密封連接，探頭外殼內注入有液體耦合劑；所述弱剛性測量輔助頭的前端為輔助頭檢測部，輔助頭檢測部具有可跟隨被測物體表面進行彈性變化與柔性跟隨的微凸出球面頭部，球面頭部后面設有V型部，末端設有錐面，錐面上開設有液體進出口。本發明利用其頭部的弱剛性特性，使得檢測時可以有效避免剛性頭部在檢測過程中遇到被測物體表面不規則或不平整的狀態無法正常耦合的現象，進而實現超聲波有效穿入被測對象內部，完成缺陷檢測。

技術領域

本發明涉及一種超聲波探傷傳感器，尤其是一種自發自收式超聲波探傷傳感器，屬于超聲檢測技術領域。

背景技術

自發自收式超聲波探傷是利用超聲波穿過被測介質而在介質中的異質結合界面產生反射回波之特點來檢測缺陷的一種方法。當超聲波自被測對象表面穿透至材料內部，遇到缺陷或被測對象外表面時會分別產生反射波，根據這些反射波形的波形特征與位置特征即可判斷缺陷大小和距離被測表面的位置。該方法能夠快速、無損、精確地實現工件內部多種缺陷(裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等)的檢測、定位、評估和診斷。

如專利公開號CN101153862A，公開了一種渦輪叉超聲波探傷裝置及方法，渦輪叉的檢查可通過磁粉探傷進行，但因需要分解動葉片和盤所以存在檢查需要時間的問題。曾嘗試通過超聲波探傷的檢查，但因叉形狀復雜，所以存在難以識別由叉的凹凸反射的超聲波(形狀回波)和由缺陷反射的超聲波(缺陷信號)的問題。把傳感器移動的自由度限定在旋轉移動和平行移動，將為能夠定量評價移動量而附加有刻度的超聲波探傷傳感器設置夾具固定在無缺陷且和檢查對象同尺寸的基準試驗片上來取得形狀回波。固定超聲波探傷傳感器設置夾具，把超聲波傳感器設置在和取得形狀信號時相同的位置，取得、并比較超聲波探傷信號，由此，來評價有無超聲波(缺陷信號)。

通常情況下，超聲波探傷對被測對象表面狀態的要求較高，主要是表面形狀、表面波紋度、表面粗糙度等對檢測方法及檢測傳感器的要求不盡相同。在實際工程應用中往往會遇到被測物體表面不規則或表面極其粗糙的狀態，此時要利用超聲波探傷，會出現傳感器無法與被測表面耦合的現象。往往需要通過其它技術手段進行研究與實施。此類問題在相關專利技術研究、工程應用等方面得到證實。而本申請的技術可以有效地解決此類問題，極大地提高了超聲波探傷技術的應用范圍與檢測效率。

發明內容

本發明是要提供一種帶有弱剛性測量頭的超聲波探傷傳感器，利用其頭部的弱剛性特性，使得檢測時可以有效避免剛性頭部在檢測過程中遇到被測物體表面不規則或不平整的狀態無法正常耦合的現象，進而實現超聲波有效穿入被測對象內部，完成缺陷檢測。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種帶有弱剛性測量頭的超聲波探傷傳感器，由弱剛性測量輔助頭、探頭外殼、傳感器本體組成，探頭外殼前部裝有弱剛性測量輔助頭，后部裝有傳感器本體，弱剛性測量輔助頭后端連接傳感器本體，且弱剛性測量輔助頭和傳感器本體與探頭外殼之間密封連接，探頭外殼內注入有液體耦合劑；所述弱剛性測量輔助頭的前端為輔助頭檢測部，所述輔助頭檢測部具有可跟隨被測物體表面進行彈性變化與柔性跟隨的微凸出球面頭部，球面頭部后面設有V型部 ，所述V型部用于承擔沿檢測方向的彈性變形，可輔助測量球面頭部跟隨被測物體表面進行彈性變化與柔性跟隨，并始終在貼緊被測物體表面時產生沿檢測方向的一定彈性壓力；所述弱剛性測量輔助頭的末端設有錐面，錐面上開設有液體進出口，通過液體進出口將探頭外殼內的液體耦合劑引入弱剛性測量輔助頭內，在工作時，將受擠壓的液體耦合劑排出弱剛性測量輔助頭進入探頭外殼內。

所述弱剛性測量輔助頭的中間設有輔助頭與探頭外殼連接部，輔助頭與探頭外殼連接部為內凹環狀結構，與探頭外殼相連接配合，用于與探頭外殼密封固定連接在一起，防止液體耦合劑向外泄漏。