專利名稱:一種探頭旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置的制作方法
本實(shí)用新型屬于一種能使探頭始終與被測材料表面保持等距，帶有自動(dòng)跟蹤功能的探頭旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置。
在已有技術(shù)中對(duì)長尺寸的具有圓形截面的如管、桿、棒等材料進(jìn)行探傷，其工作方式往往是探頭圍繞被測材料高速旋轉(zhuǎn)，被測材料則沿著旋轉(zhuǎn)軸的方向輸送，由此對(duì)被測材料進(jìn)行全面的探傷。探頭一般固定地置于探頭體內(nèi)，并通過探頭體裝在探頭旋轉(zhuǎn)盤上。在探傷過程中，探頭端部離開旋轉(zhuǎn)軸的距離是固定的，當(dāng)被測材料如管等沿軸向輸送，其中心線與旋轉(zhuǎn)軸完全重合時(shí)，則旋轉(zhuǎn)盤上各個(gè)探頭體內(nèi)的探頭端部和噴口與管子表面就能保持相等的距離從而就能使探傷波形穩(wěn)定，確保探傷質(zhì)量。但事實(shí)上，任何被測材料總是存在著一定程度彎曲，也就是說，在實(shí)際的探傷過程中大部分材料的中心線與旋轉(zhuǎn)軸是不完全重合的，存在著一定程度的偏離。由此，在探頭旋轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)的情況下，探頭端部和噴口端部與對(duì)應(yīng)于噴口端部處的管子表面之間的距離就處于極不穩(wěn)定的變化狀態(tài)，從而導(dǎo)至了輸出波形的不穩(wěn)定，影響了探傷質(zhì)量。另一方面從確保探傷質(zhì)量角度出發(fā)，往往要求噴口端部與被測材料表面之間保持一很小的間距，但在彎曲嚴(yán)重的情況下，就會(huì)使噴口端部與被測材料表面接觸，從而摩損噴口。若加大噴口端部與被測材料表面之間的間距，則在旋轉(zhuǎn)過程中就容易將空氣卷入，影響探傷質(zhì)量。為了克服損傷噴口這一不足，日本專利昭60－86463提出了一種所謂“兩重筒”的結(jié)構(gòu)，該專利雖然解決了對(duì)噴口的磨損問題，但仍未解決探頭端部與被測材料表面保持等距的問題，該專利由于受其原理的限制，探頭體只適用于旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置，而不適用于其它超聲波探傷裝置，應(yīng)用范圍非常狹窄。
本實(shí)用新型的目的就是在于提出一種克服了上述種種缺點(diǎn)的探傷裝置，使噴口和探頭端部與被測材料表面之間能始終保持等距，同時(shí)又能擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
本實(shí)用新型的構(gòu)成一種在探頭旋轉(zhuǎn)盤上裝有若干個(gè)探頭體，并圍繞被測材料高速旋轉(zhuǎn)的超聲波探傷裝置，其中所述的探頭體包括有與探頭旋轉(zhuǎn)體緊固在一起的外殼，開口于外殼側(cè)壁上的進(jìn)水孔，置于外殼中與外殼同軸線的探頭和位于探頭體頭部相對(duì)于外殼可動(dòng)的噴口，本發(fā)明的構(gòu)思是在噴口兩側(cè)處設(shè)有一與被檢測材料表面接觸的接觸體，該接觸體、噴口、及探頭通過連接件構(gòu)成一剛性體，該剛性體可沿著探頭體軸線，相對(duì)于外殼作離開或接近旋轉(zhuǎn)中心軸的運(yùn)動(dòng)，噴口和探頭的端部至對(duì)應(yīng)于噴口處的被測材料表面之間的距離為一定值，在外殼與探頭之間的空間中置有壓縮彈性部件，該部件一端與探頭連接，另一端與后端蓋底部連接，上述的探頭和噴口之間的連接件是一上端帶有與探頭構(gòu)成剛性連接，下端帶有與噴口構(gòu)成剛性連接的連接結(jié)構(gòu)，其壁上在與外殼上的進(jìn)水口對(duì)應(yīng)的位置處開有一進(jìn)水孔，連接件的內(nèi)徑大于相應(yīng)處的探頭外徑以提供一供水通道，其外徑略小于外殼內(nèi)徑。當(dāng)探頭旋轉(zhuǎn)體圍繞被測件高速旋轉(zhuǎn)，若被測材料軸線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，例如當(dāng)被測材料軸線高于旋轉(zhuǎn)軸線時(shí)，材料表面也必然隨著升高并頂起接觸體，因接觸體與探頭和噴口構(gòu)成一剛性體，所以結(jié)果接觸體、噴口、探頭與材料表面沿著探頭體軸線升高了同樣的距離，但上述各者之間的相對(duì)位置并未發(fā)生改變，仍和未頂起時(shí)一樣，因此實(shí)現(xiàn)了使探頭端部、噴口端部和材料表面之間保持等距的要求。反之亦然。為了使接觸體始終與被測材料表面接觸而不脫離被測材料表面，彈性件的彈力最好滿足下式的要求F(彈性件的彈力)＞m(接觸體、噴口、探頭及其連接件的質(zhì)量)×r(探頭體的旋轉(zhuǎn)半徑)×ω2(探頭旋轉(zhuǎn)盤的角速度)。
本實(shí)用新型的效果是非常明顯的它首先克服了已有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，使噴口和探頭端部始終與被測材料保持等距的要求，從而從根本上解決了對(duì)噴口的磨損和使波形穩(wěn)定的問題。其次，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭體結(jié)構(gòu)簡單，零件少，維護(hù)方便，適用各種不同的工作環(huán)境。再次，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭體其用途不限于適用于旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置，它也可用于探測平板，鋼坯或其它對(duì)探頭和噴口端部與被測材料表面之間有恒定距離要求的超聲波探傷裝置。
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)最佳實(shí)施例作進(jìn)一步的描述，其中圖1是依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置的總成圖。
圖2是依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭體的剖面圖。
圖3是依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭體的其它應(yīng)用例。
圖4是依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭體安裝于探頭旋轉(zhuǎn)盤上，并圍繞被測材料旋轉(zhuǎn)的示意圖。
如圖4所示，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭體［30］裝設(shè)于探頭旋轉(zhuǎn)盤［32］上，在本實(shí)施例中裝有4個(gè)對(duì)稱布置的探頭體［30］，探頭旋轉(zhuǎn)盤與支承于固定框架(圖1中未畫出)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)本體(圖1中未畫出)連接，并共同支承于升降調(diào)整架臺(tái)［2］上，升降調(diào)整架臺(tái)［2］與送入與送出側(cè)的夾送輥架［3］［4］共同支承于底座［5］上，由此構(gòu)成了依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置。
如圖2所示，外殼［8］前端部開有一孔，其直徑略大于噴口尾部［9］的外徑，外殼［8］后端部的外壁面上制有一定長度的螺紋，該螺紋與后端蓋［10］內(nèi)側(cè)面上的螺紋組成螺紋付［11］，探頭［12］為一分別由［12a］［12b］［12c］［12d］組成的制成一體的不等徑圓柱體。在環(huán)形空間［13］中置有螺旋形壓縮彈簧［14］，其外徑小于外殼內(nèi)徑，其內(nèi)徑大于［12a］的外徑。彈簧［14］的一端與后端蓋的底部［15］相連，另一端與［12b］的面［16］相連，通過調(diào)節(jié)后端蓋［16］可改變彈簧［14］力的大小。［12b］的外徑略小于外殼的內(nèi)徑。連接件［17］由連成一體的兩段不等徑圓環(huán)體［17a］［17b］組成。在［17a］的端部內(nèi)壁面上制有螺紋與［12c］外壁面上的螺紋配合構(gòu)成剛性連接，同時(shí)也構(gòu)成一密封結(jié)構(gòu)。［17a］的外徑略小于外殼的內(nèi)徑，其間隙［18］的大小以既不致于引起泄漏，又要使［17］能靈活地運(yùn)動(dòng)為宜。在［17b］的外周面上開有兩鍵槽［22］并置有兩鍵［19］，該鍵［19］的另一半置于鍵槽［20］內(nèi)，該鍵槽［20］方向與探頭體軸線［21］平行位于對(duì)稱于軸線［21］的外殼［8］內(nèi)側(cè)壁面上。該鍵槽只允許件［17］沿著探頭體軸線［21］的方向移動(dòng)，而阻止件［17］的周向運(yùn)動(dòng)。在件［17］與外殼上進(jìn)水口［23］的對(duì)應(yīng)位置處，開有進(jìn)水孔［24］，件［17］的內(nèi)徑大于件［12d］的外徑，以提供一供水的通道［25］。噴口［9］上部［9a］的內(nèi)壁上制有螺紋，該螺紋與［17b］外壁面上的螺紋相配合。噴口［9］的端部［26］是一長方形的噴口。在噴口垂直于旋轉(zhuǎn)平面方向的端部［26］的兩側(cè)，具有兩個(gè)有一定寬度和厚度的突耳［27］，其底面與端部［26］平齊，其上面在距離軸線［21］的相同距離處開有兩個(gè)螺孔［28］，與被測材料［6］表面接觸的接觸體［29］是一帶半圓頭的螺釘與螺孔［28］相配合。為了減少摩擦力，接觸體不一定限于上述形式，也可以是一種滾動(dòng)體。
上述的件［9］［17］、［12］、［29］均是由鋁或尼龍等輕質(zhì)材料制成。并且彈簧［14］的彈力符合下式的要求，F(xiàn)(彈簧［14］的彈力)＞m(接觸體［29］、噴口［9］、探頭［12］及其連接件［17］的質(zhì)量)×r(探頭體［30］的旋轉(zhuǎn)半徑)×ω2(探頭旋轉(zhuǎn)盤的角速度)。
按上述實(shí)用新型實(shí)施的探頭體，其用途不限于用于旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置也可用于探測平板、鋼坯或其它對(duì)探頭和噴口與對(duì)應(yīng)于噴口處的被檢測材料表面之間有恒定距離要求的超聲波探傷裝置。例如，作為一種變換如圖3所示使探頭按箭頭［31］所示方向行進(jìn)，將被探測件［33］看作是板，則依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的探頭體即刻可以用到探測平板或鋼坯上去。
上述的本實(shí)用新型的實(shí)施例僅是提供了一種實(shí)施本實(shí)用新型的一種可能的結(jié)構(gòu)，它不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種在探頭旋轉(zhuǎn)盤上裝有若干個(gè)探頭體，并圍繞被檢測材料高速旋轉(zhuǎn)的探頭旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置，其中，所述的探頭體包括有與探頭旋轉(zhuǎn)盤緊固在一起的外殼、開口于外殼側(cè)壁上的進(jìn)水口、置于外殼內(nèi)與外殼同軸線的探頭及位于探頭體頭部，相對(duì)于外殼可動(dòng)的噴口，本實(shí)用新型的特征在于在噴口兩側(cè)處設(shè)有一與被檢測材料表面接觸的接觸體，該接觸體、噴口、及探頭通過連接件構(gòu)成一剛性體，該剛性體可沿著探頭體軸線，相對(duì)于外殼作離開或接近旋轉(zhuǎn)中心軸的運(yùn)動(dòng)，噴口和探頭的端部到對(duì)應(yīng)于噴口處的被測材料表面之間的距離為一定值，在外殼與探頭之間的空間中置有壓縮彈性部件，該部件一端與探頭連接，另一端與后端蓋底部連接，上述的探頭和噴口之間的連接件是一上端帶有與探頭構(gòu)成剛性連接、下端帶有與噴口構(gòu)成剛性連接的連接結(jié)構(gòu)，其壁上在與外殼上的進(jìn)水口對(duì)應(yīng)的位置處開有一進(jìn)水孔，連接件的內(nèi)徑大于相應(yīng)處的探頭外徑以提供一供水通道，其外徑略小于外殼內(nèi)徑。
2.據(jù)權(quán)利要求
1所述的探頭體，其特征在于所述的接觸體、噴口、探頭及其連接件是由如尼龍、鋁等輕質(zhì)材料制成的。
3.據(jù)權(quán)利要求
1所述的探頭體，其特征在于所述的彈性部件其彈力值滿足下式的要求。
F(彈性件的彈力)＞m(接觸體、噴口、探頭及其連接件的質(zhì)量)×r(探頭體的旋轉(zhuǎn)半徑)×ω2(探頭旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)角速度)，
4.據(jù)權(quán)利要求
3所述的探頭體，其特征在于所述的彈性件是一內(nèi)徑大于探頭外徑，外徑小于外殼內(nèi)徑的圓柱形壓縮螺旋彈簧。
5.據(jù)權(quán)利要求
4所述的探頭體，其特征在于所述的后端蓋是一在蓋底中央開有一直徑小于彈簧內(nèi)徑的孔，在內(nèi)側(cè)壁面上制有螺紋，該螺紋與外殼后端部外側(cè)壁上制成的有一定長度的螺紋相配合，通過調(diào)節(jié)后端蓋可改變彈簧力的大小。
專利摘要
在探頭旋轉(zhuǎn)盤上裝有若干探頭體，并圍繞被測材料高速旋轉(zhuǎn)的探頭旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置。上述的探頭體包括外殼、外殼內(nèi)的探頭、噴口及與被測材料表面接觸的接觸體。接觸體、噴口和探頭通過連接件連成一剛性體。當(dāng)被測材料軸線偏離旋轉(zhuǎn)軸線時(shí)，剛性體能隨被測材料上升或下降同樣的距離，從而消除了對(duì)噴口的磨損和使波形穩(wěn)定，提高了探傷的準(zhǔn)確率。本實(shí)用新型不僅用于旋轉(zhuǎn)式超聲波探傷裝置，也用于其它對(duì)平板、鋼坯等進(jìn)行檢測的超聲波探傷裝置。
文檔編號(hào)G01N29/04GK86207327SQ86207327
公開日1987年6月10日 申請(qǐng)日期1986年9月30日
發(fā)明者秦彤, 路朔威 申請(qǐng)人:無錫鋼鐵廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan