本發(fā)明屬于無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于超聲波檢測的組合輪式探頭。

背景技術(shù)：

在役鋼軌處于鋪設(shè)狀態(tài)，超聲波探傷在行走檢測過程中從鋼軌踏面進(jìn)行。由于缺陷類型、位置、取向等有很大區(qū)別，需要多個通道的超聲波換能器進(jìn)行多方向的掃查。常規(guī)的做法是用70度通道探測軌頭核傷、用45 度（37 度到45 度間的其他角度）通道探測螺孔斜裂紋缺陷和其他部位的斜裂紋，用0 度通道探測水平裂紋和某些材質(zhì)缺陷。由于裂紋相對于鋼軌有一定的方向性，為防止漏檢，鋼軌超聲波檢測系統(tǒng)需要配置0 度通道、前向和后向45 度通道、前向和后向70 度通道，以分別檢測不同方向的缺陷。

目前大多采用鋼軌探傷車對在役鋼軌進(jìn)行周期性的檢測，來滿足在役鋼軌快速檢測的需求，鋼軌探傷車主要采用兩種超聲傳感器方式：輪式探頭和滑靴式探頭。

滑靴式探頭適合應(yīng)用于無縫線路，其超聲換能器陣列可實現(xiàn)最短距離接近鋼軌的布置，換能器陣列與鋼軌踏面之間控制一定厚度耦合水層。檢測時，超聲波換能器發(fā)射的超聲波通過耦合水層進(jìn)入到鋼軌內(nèi)部，經(jīng)過鋼軌內(nèi)部傷損的反射，再次透過耦合水層，被超聲換能器接收，從而實現(xiàn)對鋼軌內(nèi)部傷損的檢測。因滑靴式探頭可最近距離的接觸鋼軌，最大程度縮短鋼軌外部的聲程，因而可實現(xiàn)較高速度的超聲檢測。

輪式探頭（又稱輪式換能器、探輪等）主要由超聲波換能器架、超聲波換能器組、線纜軸、光軸、轉(zhuǎn)動及密封組件、法蘭盤、柔性外膜及安裝附件等組成。輪式探頭可在換能器架上安裝一個或者多個超聲換能器，探頭內(nèi)部充滿耦合介質(zhì)，外部安裝柔性外膜結(jié)構(gòu)。檢測時，柔性外膜結(jié)構(gòu)在鋼軌踏面上滾動，超聲換能器組安裝在輪軸上保持靜止。超聲波換能器發(fā)射的超聲波經(jīng)過輪內(nèi)的耦合介質(zhì)、外膜，然后進(jìn)入到鋼軌內(nèi)部，當(dāng)超聲波檢測到鋼軌內(nèi)部傷損時，聲波在被鋼軌內(nèi)部傷損反射后，反射回波又經(jīng)探輪外膜、輪內(nèi)耦合液，再次被超聲換能器接收。輪式探頭在被檢測介質(zhì)表面持續(xù)滾動，從而實現(xiàn)了對被檢測介質(zhì)的不間斷檢測。

上述兩種形式探頭目前在鋼軌探傷領(lǐng)域普遍運用，但兩種形式探頭因其結(jié)構(gòu)的原因均存在應(yīng)用的限制。

滑靴式探頭適用于無縫的鋼軌線路，其換能器面與鋼軌踏面為面與面接觸的摩擦結(jié)構(gòu)，對鋼軌踏面要求較高，在檢測有縫鋼軌線路時，采用滑靴式探頭會出現(xiàn)探頭與鋼軌縫隙碰撞等問題。

輪式探頭對鋼軌踏面的要求相對滑靴式探頭低，但因其內(nèi)部超聲波換能器架和超聲波換能器組的結(jié)構(gòu)原因，超聲波換能器距離鋼軌踏面較遠(yuǎn)，鋼軌外部聲程相對滑靴式探頭較長，不適用于高速檢測。

輪式探頭與鋼軌踏面接觸面小，輪式探頭內(nèi)部換能器的超聲波僅能通過探輪與鋼軌踏面接觸形成的較小區(qū)域進(jìn)入被檢測物。

此外,隨著相控陣超聲檢測技術(shù)的發(fā)展,利用相控陣檢測鋼軌也在逐步的探索中。當(dāng)輪式探頭內(nèi)部采用相控陣超聲波換能器對鋼軌進(jìn)行扇掃時，因現(xiàn)有輪式探頭與鋼軌接觸面過小，超聲入射方向僅能與輪式探頭的探輪軸線平行，相控陣扇掃入射面無法與輪式探頭的探輪軸線成一定的夾角。

現(xiàn)有的輪式探頭因為其本身結(jié)構(gòu)的問題還存在超聲換能器組更換不便，輪式探頭不易密封，會出現(xiàn)探輪內(nèi)部液體滲漏，進(jìn)而出現(xiàn)充液不足影響輪式探頭的使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于超聲波檢測的組合輪式探頭，使得超聲波換能器與鋼軌踏面距離縮短，減少鋼軌外部聲程，易于維修維護(hù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：一種用于超聲波檢測的組合輪式探頭，包括透聲帶、轉(zhuǎn)輪、探頭裝置、支座、蓄能緩沖連接裝置和張緊輪；

所述的轉(zhuǎn)輪安裝于支座的兩端，支座與外部檢測設(shè)備連接；

所述的透聲帶為閉口橢圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，透聲帶套設(shè)于支座兩端的轉(zhuǎn)輪上，與轉(zhuǎn)輪緊密配合；所述的張緊輪通過支座設(shè)置于透聲帶上方；所述的透聲帶由轉(zhuǎn)輪和張緊輪配合，驅(qū)動其前進(jìn)；

所述的探頭裝置通過蓄能緩沖連接裝置與所述的支座連接，在蓄能緩沖連接裝置的作用下與透聲帶的內(nèi)側(cè)面緊密貼合；探頭裝置的底部設(shè)置有耦合液容腔，使探頭裝置內(nèi)的探頭和透聲帶之間形成一個耦合液層。

進(jìn)一步地，所述的蓄能緩沖連接裝置為彈簧或者彈片。

進(jìn)一步地，所述的探頭裝置通過底部凹槽的設(shè)置使得探頭裝置內(nèi)的探頭與透聲帶之間形成一個空腔，該空腔即為耦合液容腔；所述的探頭裝置上還設(shè)置有與耦合液容腔連通的入液口。

進(jìn)一步地，所述的探頭裝置上還設(shè)置有彈簧和滾珠，滾珠通過彈簧安裝于探頭裝置底部。

進(jìn)一步地，所述透聲帶的橫截面為上下對稱設(shè)置的U型結(jié)構(gòu)，透聲帶的U型結(jié)構(gòu)形成耦合液蓄積槽。

進(jìn)一步地，所述的探頭裝置的數(shù)目可根據(jù)需求進(jìn)行增減配置。

進(jìn)一步地，所述的探頭裝置可采用相控陣探頭。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的組合輪式探頭結(jié)構(gòu)簡單，滿足了超聲換能器與鋼軌踏面的近距離接觸，縮短鋼軌外部的聲程，可實現(xiàn)較高速度的超聲檢測，并且能夠滿足采用相控陣扇形掃查時，其扇形掃查入射面與輪式探頭轉(zhuǎn)軸成一定角度的布置需求；能夠根據(jù)需求進(jìn)行增減探頭裝置的配置，便于維修維護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的A向剖視圖。

圖3為探頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為帶有滾珠的探頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)說明。

如圖1、圖2所示，為本發(fā)明的一種用于超聲波檢測的組合輪式探頭，包括透聲帶1、轉(zhuǎn)輪2、探頭裝置3、支座4、蓄能緩沖連接裝置5和張緊輪6；轉(zhuǎn)輪2安裝于支座4的兩端，支座4與外部檢測設(shè)備連接；透聲帶1為閉口橢圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，透聲帶1套設(shè)于支座4兩端的轉(zhuǎn)輪2上，與轉(zhuǎn)輪2緊密配合；張緊輪6通過支座4設(shè)置于透聲帶1上方；透聲帶1由轉(zhuǎn)輪2和張緊輪3配合，驅(qū)動其前進(jìn)；探頭裝置3通過蓄能緩沖連接裝置5與支座4連接，在蓄能緩沖連接裝置5的作用下與透聲帶1的內(nèi)側(cè)面緊密貼合；探頭裝置3的底部設(shè)置有耦合液容腔7，使探頭裝置3內(nèi)的探頭和透聲帶1之間形成一個耦合液層。

本發(fā)明的蓄能緩沖連接裝置5為彈簧或者彈片或者其他組合式結(jié)構(gòu)，蓄能緩沖連接裝置5可以使探頭裝置3緊密的貼合在透聲帶1的內(nèi)側(cè)，而且使探頭裝置3和鋼軌踏面之間存在一定的預(yù)施加壓力。

本發(fā)明的探頭裝置3通過底部凹槽的設(shè)置使得探頭裝置內(nèi)的探頭與透聲帶之間形成一個空腔，該空腔即為耦合液容腔；探頭裝置3上還設(shè)置有與耦合液容腔連通的入液口31。耦合液容腔7內(nèi)充滿耦合液，并通過入液口31補充耦合液，使得耦合液容腔內(nèi)一直充滿耦合液，保證探頭與透聲帶耦合良好。

本發(fā)明的探頭裝置3上還設(shè)置有彈簧32和滾珠33，滾珠33通過彈簧32安裝于探頭裝置底部；滾珠33使得探頭裝置的底面與透聲帶1間形成一定的間隙，同時在探頭裝置底面與透聲帶1內(nèi)側(cè)的耦合液，使得透聲帶1與探頭間的摩擦更小，合適的耦合液厚度使得透聲性能更好。

本發(fā)明的透聲帶1的橫截面為上下對稱設(shè)置的U型結(jié)構(gòu)，透聲帶1的U型結(jié)構(gòu)形成耦合液蓄積槽，探頭裝置3底部溢出的耦合液蓄積在透聲帶1的耦合液蓄積槽內(nèi)，使探頭裝置下部處于液浸狀態(tài)。

本發(fā)明的探頭裝置3的數(shù)目可根據(jù)需求進(jìn)行增減配置。

本發(fā)明的組合輪式探頭在工作過程中，與鋼軌踏面之間存在一定的預(yù)施加壓力，同時在工作過程中通過噴液的方式為之間添加耦合劑，使透聲帶1與鋼軌踏面的良好耦合。

本發(fā)明的組合輪式探頭中探頭的數(shù)目可根據(jù)需求進(jìn)行增減配置，并且當(dāng)采用的探頭為相控陣探頭時，其掃查入射角度不受限制，即可滿足相控陣扇掃入射方向與軌道平行，也可滿足相控陣扇掃入射方向與軌道垂直。

上面所述的實施例僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在技術(shù)要求書中。