[實(shí)用新型]便攜式超聲導(dǎo)波相控陣螺栓檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820783924.7
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN208350718U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林光輝;韓志雄;劉鑫;楊文
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/24
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

本實(shí)用新型涉及便攜式超聲導(dǎo)波相控陣螺栓檢測系統(tǒng)，包括超聲導(dǎo)波相控陣螺栓檢測儀、螺栓探頭，待測螺栓包括螺桿及螺栓端部，其特征在于：所述超聲導(dǎo)波螺栓檢測儀包括計(jì)算機(jī)、信號采集模塊、顯示模塊，所述螺栓探頭安置在待測螺栓緊固件的螺栓端部并引出導(dǎo)線，引出的導(dǎo)線與超聲導(dǎo)波螺栓檢測儀相連。超聲導(dǎo)波相控陣螺栓檢測儀配合螺栓探頭，將超聲相控陣技術(shù)及壓電導(dǎo)波技術(shù)相結(jié)合，在待測螺栓緊固件內(nèi)部產(chǎn)生柱面導(dǎo)波信號進(jìn)行成像檢測。本實(shí)用新型可以通過一點(diǎn)檢測實(shí)現(xiàn)對在役螺栓緊固件的整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次性地、快速高效檢測成像，包括A掃圖像，B掃圖像及建立3D缺陷模型，還可以對螺栓緊固件內(nèi)部缺陷進(jìn)行定位和數(shù)據(jù)保存。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種螺栓缺陷檢測儀器，尤其是能夠?qū)υ谝坶L桿螺栓緊固件進(jìn)行缺陷的一次性實(shí)時成像檢測。屬于超聲波無損檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

螺栓是工業(yè)裝備中的標(biāo)準(zhǔn)配件之一，作為各種設(shè)備的連接件，具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞以及在動力荷載作用下不致松動等優(yōu)點(diǎn)，其往往在復(fù)雜的應(yīng)力、高溫高壓、周期振動等各種惡劣工況下工作，很容易產(chǎn)生疲勞裂紋。為了確保工業(yè)生產(chǎn)安全，我們必須盡可能早的發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷，以便及時更換。因此如何能檢測更小裂紋缺陷，更快更方便的發(fā)現(xiàn)缺陷，一直是螺栓檢測的重點(diǎn)難點(diǎn)。

針對螺栓超聲檢測，目前檢測的主流還是采用常規(guī)的直探頭與小角度縱波斜探頭檢測。針對螺栓內(nèi)部裂紋等缺陷的檢測通常采用常規(guī)超聲設(shè)備配備縱波探頭、折射角8.5°或者橫波探頭、K值為1.7這樣兩種組合進(jìn)行超聲檢測，在檢測過程中需要來回更換探頭，檢測過程繁瑣，耗時較長，且并未看見市場上有成熟的針對螺栓裂紋的專用檢測儀。

常規(guī)超聲波檢測設(shè)備在對螺栓緊固件內(nèi)部檢測時所呈現(xiàn)的檢測結(jié)果為波形信號顯示，該波形信號中包含有大量的結(jié)構(gòu)回波、缺陷回波及噪聲信號，對檢測結(jié)果的判斷較大地依賴于檢測人員的長期工作經(jīng)驗(yàn)，沒有更加直觀有效的檢測結(jié)果顯示方式。

常規(guī)超聲波檢測設(shè)備在對螺栓緊固件內(nèi)部進(jìn)行檢測時一般需要360°旋轉(zhuǎn)或來回移動超聲波探頭來完成100％的周向檢測，該檢測技術(shù)的操作方法降低了檢測效率，極大地增加了檢測工期。

螺栓緊固件數(shù)量龐大，一個檢測周期內(nèi)需檢測的螺栓緊固件數(shù)量可達(dá)數(shù)千個，采用傳統(tǒng)超聲單探頭直射縱波的檢測方式效率低，因此往往采用抽檢的方式進(jìn)行安全評估，無法全面有效地控制螺栓的安全隱患。

螺栓緊固件多數(shù)幾何形狀為細(xì)長結(jié)構(gòu)，采用超聲單探頭直射縱波的檢測時側(cè)壁干涉效應(yīng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致靈敏度下降，極易發(fā)生漏檢等情況，造成安全隱患。

風(fēng)機(jī)葉片、埋地錨桿等在役螺栓只有一個端面露在外面，通過常規(guī)超聲檢測方法檢測時，埋在里面的另一端檢測結(jié)果靈敏度低。無法對螺栓緊固件整體的使用安全進(jìn)行有效評估。

目前在役使用的螺栓緊固件長度可達(dá)1200mm，現(xiàn)有的常規(guī)超聲檢測手段通過在役螺栓一端進(jìn)行檢測時，超聲波的能量容易產(chǎn)生極大衰減，無法進(jìn)行有效檢測。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一套便攜式超聲導(dǎo)波相控陣螺栓檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)基于可控制聚焦距離的超聲相控陣技術(shù)以及可一次性覆蓋整個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)相結(jié)合，用以實(shí)現(xiàn)對不同規(guī)格的在役螺栓緊固件進(jìn)行一次性檢測成像。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

便攜式超聲導(dǎo)波相控陣螺栓檢測系統(tǒng)，包括超聲導(dǎo)波相控陣螺栓檢測儀、螺栓探頭，待測螺栓包括螺桿及螺栓端部，其特征在于：所述超聲導(dǎo)波螺栓檢測儀包括計(jì)算機(jī)、信號采集模塊、顯示模塊，所述螺栓探頭安置在待測螺栓緊固件的螺栓端部并引出導(dǎo)線，引出的導(dǎo)線與超聲導(dǎo)波螺栓檢測儀相連。

所述待測螺栓為螺栓緊固件；且螺栓緊固件的尺寸規(guī)格應(yīng)滿足傳播導(dǎo)波的要求。

所述的螺栓探頭為一維環(huán)陣相控陣探頭，且晶片周向排列形成環(huán)陣。