適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置，包括：中間固定裝置、左側超聲裝置、右側超聲裝置、左側固定裝置和右側固定裝置；中間固定裝置在磁力作用下固定探頭裝置在被測介質表面；左側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置左側，可在蝸桿帶動下做定軸轉動適應被測介質曲面，并可發射/接收超聲波；右側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置右側，可在左側超聲裝置齒輪帶動下同步做定軸轉動以適應被測介質曲面，可發射/接收超聲波；左側固定裝置通過螺紋孔和方形槽連接在左側超聲裝置左側，并通過磁力使左側超聲裝置地固定在被測介質表面上并達到穩定的耦合狀態；右側固定裝置與左側固定裝置的結構和功能相同。本發明專利技術采用上述結構的曲面超聲無損檢測探頭及固定裝置，可在服役情況下測定設備的平面與曲面應力。

Ultrasonic stress detection probe device adapted to different surfaces

The invention relates to a different surface stress to ultrasonic detection probe device, including: the middle fixing device, the left and right ultrasonic ultrasonic device device, fixing device and a fixing device on the right side of the left; the middle fixing device under the action of magnetic force fixing probe device on the measured dielectric surface; the left ultrasound device is connected with a left in the middle of the fixed device the pin can be fixed axis rotation to fit the measured medium surface in the worm drive, and can transmit / receive ultrasonic ultrasonic device is connected with the right side; right in the middle of the fixed device through the pin can be left in ultrasonic gear driven synchronous rotation about a fixed axis to fit the measured medium surface, can transmit / receive ultrasonic wave; the fixation device is connected with the ultrasonic device on the left side left through a threaded hole and the rectangular slot, and the left side through the magnetic ultrasonic device fixed on the measured medium A stable coupling state is formed on the surface and the right fixing device is identical with the structure and function of the left fixing device. The invention adopts the surface ultrasonic nondestructive testing probe and the fixing device of the structure, and can measure the plane and the surface stress of the equipment under the condition of service.

【技術實現步驟摘要】
適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置
：本專利技術屬于應力檢測領域，具體地，涉及一種工件曲面應力檢測裝置，該裝置體積小巧，質量輕，可以根據需要定量調節角度，適應不同大小的曲率，可廣泛應用于不同曲率的工件彎曲表面的測量例如：輸油輸氣管道，儲氣球罐，橋梁等；可以根據需要調節磁性吸附力大小，廣泛應用于超聲無損檢測中傳感器的固定領域。
技術介紹
：殘余應力是工件質量評估的一個重要標準，對服役的工件具有很大危害，例如，加速疲勞裂紋的產生，降低疲勞壽命，發生應力腐蝕、變形、失穩等，因此對材料的檢測意義較大。當前最廣泛采用的應變法和盲孔法存在有損設備和誤差較大等缺陷，且裝置較大不易攜帶，不便于測量。超聲波利用聲彈性原理對殘余應力進行測試，聲彈性原理是指超聲波的傳播速度和工件中的應力呈現線性關系。目前使用較多、較為成熟的超聲波測試波形為臨界折射縱波，臨界折射縱波是縱波以第一臨界角入射時產生的特殊模式，平行于待測工件的表面傳播。固定收發探頭之間的距離，根據臨界折射縱波在工件中傳播時間的變化則可以測試出工件中殘余應力的狀態。在傳統應力檢測領域，殘余應力檢測通常以平面為主，對曲面的殘余應力檢測裝置研發有所欠缺，尤其是在第一臨界折射角的確定和裝置固定方面。由聲彈性原理可知，超聲波的入射角需確保為第一臨界折射角。在平面檢測中，超聲波收發探頭固定于一個有機玻璃楔塊的兩個相對的傾斜面，測試區域固定，且相對于待測工件表面的傾斜角度固定。這個固定的傾斜角是基于工件材料測試計算出的第一臨界折射角。而在實際測量中存在很多曲面工件，由于平面檢測裝置的傾斜面固定且裝置本身無法調節，使得在測量曲面應力時無法保證超聲波按照第一臨界折射角入射，造成很大誤差，甚至錯誤。且由于曲面的曲率不同，固定裝置若只適應一種曲率必造成極大浪費與設備冗雜，所以對于曲面應力檢測，裝置須能夠根據不同的曲率進行精確調節，才能準確的使超聲波按照第一臨界折射角度入射，且能夠廣泛使用。同時，曲面檢測，尤其在非水平曲面檢測方面，對裝置的固定提出了更高要求。在傳統的超聲波無損檢測領域，傳感器的固定主要依靠技術人員手持并且按壓在被測試工件表面，或用磁鐵吸引固定。由于曲面工件的彎曲特性，技術人員無法保證傳感器與被測工件表面充分耦合且部分曲面無法采用人工固定方式，以及由于設計使得磁鐵吸引力不夠等問題所造成的的測量結果的誤差加大，甚至錯誤。鑒于以上原因，本文提出一種可調角度以及能有效固定在工件彎曲表面的超聲應力檢測探頭裝置。
技術實現思路
：為了解決現有技術所存在的超聲波換能器無法與被測設備的表面進行穩定耦合且缺少對設備曲面部分的測量裝置的不足，本專利技術提供一種曲面超聲無損檢測裝置，其具有精度高，操作簡單的優點，能提供恒定的耦合壓力，可檢測服役狀態下的設備的曲面部分。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置，包括：中間固定裝置、左側超聲裝置、右側超聲裝置、左側固定裝置和右側固定裝置；其中，中間固定裝置，在磁力作用下固定探頭裝置在被測介質表面；左側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置左側，可在蝸桿帶動下做定軸轉動以適應被測介質曲面，左側超聲裝置可發射/接收超聲波；右側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置右側，可在左側超聲裝置齒輪帶動下同步做定軸轉動以適應被測介質曲面，右側超聲裝置可發射/接收超聲波；左側固定裝置通過螺紋孔和方形槽連接在左側超聲裝置左側，左側固定裝置通過磁力使左側超聲裝置地固定在被測介質表面上并達到穩定的耦合狀態；右側固定裝置與左側固定裝置的結構和功能相同。相對于現有技術，本專利技術的有益效果如下：采用上述結構的曲面超聲無損檢測探頭及固定裝置，可在服役情況下測定設備的平面與曲面部分，測定其殘余應力并評估其安全性。可自動適應所測表面的曲率，提供穩定的力的作用，耦合狀態穩定，操作簡單，安全可靠，對實驗現場條件要求低，不會引發設備的損壞。使用該工具測量設備的殘余應力，用溫度檢測修正模塊測出被測物體的溫度并進行溫度補償，為設備的檢測提供了一種高效準確的方法。附圖說明：圖1a是超聲應力檢測探頭裝置的立體示意圖；圖1b是超聲應力檢測探頭裝置的正視示意圖；圖1c是超聲應力檢測探頭裝置的剖面示意圖；圖1d是超聲應力檢測探頭裝置的剖面示意圖；圖2a是左側有機玻璃楔塊的立體示意圖；圖2b是左側有機玻璃楔塊的立體示意圖；圖3是右側有機玻璃楔塊的立體示意圖；圖4是中心塊的立體示意圖；圖5是兩側磁鐵固定塊及其裝配情況的立體示意圖；圖6a是蝸桿整體的立體示意圖；圖6b是蝸桿整體的剖視示意圖；圖7a是蝸桿旋入固定端的立體示意圖；圖7b是蝸桿旋入固定端的剖視圖；圖中：1、左側磁鐵固定塊，2、中心塊，3、左側有機玻璃楔塊，4、右側有機玻璃楔塊，5、蝸桿上端，6、旋入端，7、右側磁鐵固定塊，8、熱電阻，9、凸臺，10、底板磁鐵，11、方形磁鐵，12、彈簧片，13、左側有機玻璃楔塊的蝸輪，14、右側有機玻璃楔塊的齒輪，15、軸承，16、左側有機玻璃楔塊的齒輪，17、超聲換能器，18、超聲換能器，19、凸臺，20、蝸桿下端。具體實施方式：如圖1a、圖1b所示，適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置，包括：中間固定裝置、左側超聲裝置、右側超聲裝置、左側固定裝置和右側固定裝置；其中，中間固定裝置，在磁力作用下固定探頭裝置在被測介質表面；左側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置左側，可在蝸桿帶動下做定軸轉動以適應被測介質曲面，左側超聲裝置可發射/接收超聲波；右側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置右側，可在左側超聲裝置齒輪帶動下同步做定軸轉動以適應被測介質曲面，右側超聲裝置可發射/接收超聲波；左側固定裝置通過螺紋孔和方形槽連接在左側超聲裝置左側，左側固定裝置通過磁力使左側超聲裝置地固定在被測介質表面上并達到穩定的耦合狀態；右側固定裝置與左側固定裝置的結構和功能相同。如圖1、圖4所示，中間固定裝置，包括：中心塊2、底板磁鐵10、蝸桿上端5、蝸桿下端20；中間固定裝置的主體是中心塊2，中心塊2頂板開有圓形階梯通孔，底板開有螺紋孔和盲孔，側面橫向開有矩形通孔，左右兩側各有通孔和刻有角度盤的弧形結構；底板磁鐵10上開有沉頭孔，通過沉頭螺釘與中心塊2底板上的螺紋孔連接，從而通過磁力將中心塊2固定在被測物體表面。中心塊2頂板的圓形階梯通孔和底板的盲孔用于放置和固定蝸桿。蝸桿由蝸桿上端5和蝸桿下端20通過螺紋連接而成，蝸桿上端5是一個方形板下接有圓桿，蝸桿下端20上有螺旋齒和底端凸起。中心塊2上端的圓形階梯通孔內設有軸承15，蝸桿上端5穿過圓形階梯孔與軸承15配合，旋入端6旋入中心塊2壓緊軸承15；蝸桿下端20的底端凸起頂在中心塊2的底板盲孔處，從而避免蝸桿轉動時出現的垂直方向的偏移，蝸桿只能做定軸轉動。中心塊2的側面橫向開有矩形通孔，中心塊2左右兩側各有小通孔，用于與左側有機玻璃楔塊3和右側有機玻璃楔塊4通過銷釘連接；中心塊2左右兩側各有刻有角度表的弧形結構，與左側有機玻璃楔塊3和右側有機玻璃楔塊4上的弧形凹槽相配合，可顯示左右兩側有機玻璃楔塊的旋轉角度。如圖1，圖2所示，左側超聲裝置，包括：左側有機玻璃楔塊3、左側有機玻璃楔塊的蝸輪13、左側有機玻璃楔塊的齒輪16、超聲換能器17、凸臺9、熱電阻8；其主體左側有機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置，包括：中間固定裝置、左側超聲裝置、右側超聲裝置、左側固定裝置和右側固定裝置；其中，中間固定裝置，在磁力作用下固定探頭裝置在被測介質表面；左側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置左側，可在蝸桿帶動下做定軸轉動以適應被測介質曲面，左側超聲裝置可發射/接收超聲波；右側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置右側，可在左側超聲裝置齒輪帶動下同步做定軸轉動以適應被測介質曲面，右側超聲裝置可發射/接收超聲波；左側固定裝置通過螺紋孔和方形槽連接在左側超聲裝置左側，左側固定裝置通過磁力使左側超聲裝置地固定在被測介質表面上并達到穩定的耦合狀態；右側固定裝置與左側固定裝置的結構和功能相同。

【技術特征摘要】
1.一種適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置，包括：中間固定裝置、左側超聲裝置、右側超聲裝置、左側固定裝置和右側固定裝置；其中，中間固定裝置，在磁力作用下固定探頭裝置在被測介質表面；左側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置左側，可在蝸桿帶動下做定軸轉動以適應被測介質曲面，左側超聲裝置可發射/接收超聲波；右側超聲裝置通過銷釘連接在中間固定裝置右側，可在左側超聲裝置齒輪帶動下同步做定軸轉動以適應被測介質曲面，右側超聲裝置可發射/接收超聲波；左側固定裝置通過螺紋孔和方形槽連接在左側超聲裝置左側，左側固定裝置通過磁力使左側超聲裝置地固定在被測介質表面上并達到穩定的耦合狀態；右側固定裝置與左側固定裝置的結構和功能相同。2.根據權利要求1所述的適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置，其特征在于，中間固定裝置的主體是中心塊，中心塊頂板開有圓形階梯通孔，底板開有螺紋孔和盲孔，側面橫向開有矩形通孔，左右兩側各有通孔和刻有角度盤的弧形結構；底板磁鐵上開有沉頭孔，通過沉頭螺釘與中心塊底板上的螺紋孔連接，從而通過磁力將中心塊固定在被測物體表面；中心塊頂板的圓形階梯通孔和底板的盲孔用于放置和固定蝸桿；蝸桿由蝸桿上端和蝸桿下端通過螺紋連接而成，蝸桿上端是一個方形板下接有圓桿，蝸桿下端上有螺旋齒和底端凸起；中心塊上端的圓形階梯通孔內設有軸承，蝸桿上端穿過圓形階梯孔與軸承配合，旋入端旋入中心塊壓緊軸承；蝸桿下端的底端凸起頂在中心塊的底板盲孔處，從而避免蝸桿轉動時出現的垂直方向的偏移，蝸桿只能做定軸轉動；中心塊的側面橫向開有矩形通孔，中心塊左右兩側各有小通孔，用于與左側有機玻璃楔塊和右側有機玻璃楔塊通過銷釘連接。3.根據權利要求1-2所述的適應不同曲面的超聲應力檢測探頭裝置，其特征在于，左側超聲裝置，包括：左側有機玻璃楔塊、左側有機玻璃楔塊的蝸輪、左側有機玻璃楔塊的齒輪、超聲換能器、凸臺、熱電阻；主體左側有機玻璃楔塊右端有半圓形凸起，分別為左側有機玻璃楔塊的蝸輪和左側有機玻璃楔塊的齒輪，上端開有通孔，底端有凸臺，左端有螺紋孔和方形槽；左側有機玻璃楔塊設有28°斜面；左側有機玻璃楔塊通過銷釘與中心塊相連，左側有機玻璃楔塊的蝸輪與蝸桿下端相嚙合，蝸桿上端轉動時帶動左側有機玻璃楔塊做定軸轉動；左側有機玻璃楔塊的齒輪與右側有機玻璃楔塊的齒輪相嚙合；左...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李玉坤，于文廣，馮雙星，黃修淞，劉麗，張顏龍，王孝委，
申請(專利權)人：中國石油大學華東，
類型：發明
國別省市：山東,37