超聲tofd無損檢測的噴水式自動掃描裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊縫或接頭的的自動化超聲無損檢測領(lǐng)域，具體涉及一種超聲TOFD無損檢測的噴水式自動掃描裝置。
技術(shù)背景
[0002]超聲衍射時差法(Time of flight technique，簡稱T0FD)，其原理基于經(jīng)典聲學理論，即:利用缺陷尖端遭遇入射聲波時形成衍射波的到達時間對缺陷進行測深定高。檢測過程中將兩縱波斜探頭相對放置、一發(fā)一收，檢測探頭接收到的特征波形包括側(cè)向波、缺陷衍射波和底面波，計算上述特征波形的時間差值可確定缺陷深度和尺寸。基于A掃描信號的TOFD圖像具有成像快速、高效、直觀的優(yōu)勢，特別適用于檢測具有各種取向的面型缺陷，如:裂紋、分層、折疊等，已廣泛的應(yīng)用于各類焊縫、接頭的無損檢測中。超聲TOFD檢測中的探頭間距和探頭與工件的耦合性能是影響檢測效果的關(guān)鍵檢測參數(shù)；通過調(diào)整探頭間距可保證檢測區(qū)域覆蓋足夠的聲波能量，而良好的耦合性能則能保證掃描過程中入射至檢測對象的檢測聲束保持穩(wěn)定、避免漏檢。超聲TOFD檢測的常用掃描裝置是裝有編碼器的手推式小車支架，檢測探頭安裝于小車支架上，永磁體車輪支撐支架運動；編碼器用于記錄掃描位置，探頭通過直接接觸或噴水的耦合方式與工件耦合，永磁體制成的車輪可吸附在被檢的磁性材料上以提高探頭耦合的穩(wěn)定性。手推式的超聲TOFD檢測支架在較低速時能滿足檢測要求，適用于長度較長的鐵磁性材料焊縫的檢測。然而，當檢測速度較快或?qū)Ψ氰F磁性材料檢測時，車輪無法吸附在工件上，探頭與工件的耦合情況及運動穩(wěn)定性難以保證；檢測人員的主客觀因素對檢測結(jié)果的影響增強，容易導(dǎo)致檢測圖像的質(zhì)量變壞、進而造成缺陷漏檢或誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對于上述問題，本發(fā)明希望提供一種能夠?qū)缚p或接頭(含非鐵磁性材料)進行快速、自動超聲TOFD掃描的裝置。本發(fā)明涉及的是用于超聲TOFD無損檢測的噴水式自動掃描裝置，采用噴水式耦合與自動掃描相結(jié)合的方式對工件進行超聲TOFD檢測，避免了探頭與工件之間因耦合不良導(dǎo)致的聲波強度降低及信號不穩(wěn)定問題、降低檢測探頭的接觸磨損、提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、減少了檢測人員主客觀因素的不利影響、提高了檢測效率。本發(fā)明為各類焊縫、連接接頭的超聲TOFD檢測提供了一種新的檢測裝置及解決方案，特別適用于對接頭質(zhì)量要求高的平板型關(guān)鍵零部件的檢測。
[0004]具體而言，本發(fā)明提供一種超聲TOFD無損檢測的噴水式自動掃描裝置，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)；該噴水式自動掃描裝置包括:探頭夾持部分、耦合水循環(huán)部分、PCS調(diào)整部分、三維運動部分；其特征在于:
所述探頭夾持部分由夾頭、探頭固定螺栓、滑軌、滑塊、滑軌配重、L型連接件構(gòu)成；其中夾頭安裝在滑軌端部，滑軌在滑塊上沿豎直方向滑動；滑軌配重固定在滑軌上端，與滑軌一起為探頭提供耦合壓力、使探頭與檢測工件表面具備良好的聲耦合；滑塊固定在L型連接件上，并通過L型件與PCS調(diào)節(jié)部分的L型件相連；
所述PCS調(diào)節(jié)部分由兩組結(jié)構(gòu)相同的一維微型運動滑組組成，各滑組分別搭載一個相同的探頭夾持部分，滑組由滑塊和絲桿組成，滑塊上安裝了 L型件與探頭夾持部分的L型件相連；兩滑組端部安裝了手輪，通過調(diào)整手輪使滑塊帶動探頭夾持部分運動；滑組端部還安裝了固定螺栓，PCS調(diào)整部分通過L型連接件與三維運動部分中的鋁柱相連；
所述三維運動部分由鋁合金支架、三組一維滑動模組(X軸滑組15、y軸滑組16、z軸滑組14)構(gòu)成，滑動模組均由57型步進電機驅(qū)動，三維運動部分通過鋁柱與PCS調(diào)節(jié)部分的L型連接件相連，可帶動PCS調(diào)節(jié)部分及探頭夾持部分做三維運動；
所述耦合水循環(huán)部分由抽水機、排水機、流量閥門、軟管、水槽和儲水容器組成；各部件由軟管相連構(gòu)成水循環(huán)通路；水槽用于盛放檢測工件及收集耦合水，抽水機負責將水從儲水容器充入噴水式探頭、在工件上形成耦合水層，排水機負責將水槽中的水排出至儲水容器、實現(xiàn)耦合水的循環(huán)利用；流量閥門安裝在抽水機的出水管處，通過流量閥門調(diào)整水流速度以保持在工件間形成穩(wěn)定的耦合水層。
[0005]本發(fā)明所述PCS調(diào)節(jié)部分中的絲杠直徑:8mm、螺距:1mm、有效行程:140mm、精度達到0.02mm、滿足PCS調(diào)整的精度要求。
[0006]本發(fā)明所述三維運動部分中的一維滑動模組的絲桿直徑16 mm、螺距2mm。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點在于，超聲TOFD無損檢測的噴水式自動掃描裝置，采用噴水式耦合的自動掃描方式對工件進行自動檢測，能夠在自動掃描過程中保持聲波強度及信號穩(wěn)定性，減少人為因素對檢測結(jié)果的影響、提高檢測效率并避免探頭與工件之間直接接觸導(dǎo)致的探頭磨損。本發(fā)明為各類焊縫、連接接頭的超聲TOFD檢測提供了一種新的檢測裝置及解決方案，特別適用于對接頭質(zhì)量要求高的平板型零部件的自動檢測。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明檢測裝置全圖。
[0009]圖2為本發(fā)明探頭夾持部分結(jié)構(gòu)圖。
[0010](a)為探頭夾持部分的結(jié)構(gòu)圖正面圖，(b)為探頭夾持部分的結(jié)構(gòu)圖反面圖。
[0011]圖3為本發(fā)明PCS調(diào)整部分結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖4為本發(fā)明三維運動部分結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖5為本發(fā)明親合水循環(huán)部分結(jié)構(gòu)圖。
[0014]在圖中，I為夾頭，2為固定螺栓，3、滑軌，4、滑塊，5、滑軌配重，6、L型連接件，7、L型件，8、滑塊，9、絲桿，10、手輪，11、固定螺栓，12、L型連接件，13、鋁柱，14、z軸滑組，15、x軸滑組，16、y軸滑組，17、鋁合金支架，18、抽水機，19、排水機，20、流量閥門，21、噴水軟管，22、水槽，23、儲水容器。
【具體實施方式】
[0015]如圖1-5所示，本發(fā)明是這樣來工作和實施的，一種超聲TOFD無損檢測的噴水式自動掃描裝置，所述的探頭夾持部分由夾頭(I)、探頭固定螺栓(2)、滑軌(3)、滑塊(4)、滑軌配重(5 )、L型連接件(6)構(gòu)成；其中夾頭(I)安裝在滑軌(3 )端部，滑軌(3 )可在滑塊(4 )上沿豎直方向滑動；滑軌配重(5)固定在滑軌(3)上端，與滑軌(3) —起為探頭提供耦合壓力、使探頭與檢測工件表面具備良好的聲耦合；滑塊(4)固定在L型連接件(6)上，并通過L型件(6)與PCS調(diào)節(jié)部分的L型件(7)相連。
[0016]所述的PCS調(diào)節(jié)部分由兩組結(jié)構(gòu)相同的一維微型運動滑組組成，各滑組分別搭載一個相同的探頭夾