一种TOFD无损检测扫查器的制作方法

一种tofd无损检测扫查器
技术领域
1.本发明涉及无损检测领域，具体是一种tofd无损检测扫查器。


背景技术：

2.tofd检测技术，即衍射时差法超声检测技术，是能够精确测量缺陷尺寸的超声波检测技术。tofd检测技术是基于惠更斯原理：将球面上的每一点都看作是次球面波的小波源，其速度和频率等于主波的速度和频率，此后每次小波面的包络就是当时的总波面。超声波入射到一个线形设计缺陷时，在缺陷的两端除普通的反射波外还会影响产生不同衍射波，衍射能量可以在大角度范围内传播。基于这一原理，tofd技术主要采用两个频率、角度、晶片尺寸均相同的纵波斜探头，两个探头一个发送信号，另一个接收信号。在检测缺陷时，两探头平行于同一水平面，并且相向对称横跨在被检物品两侧。当有缺陷存在时，接收探头会接收到由于波形转换在缺陷点和底面产生的横波，这些横波会比底面的反射波更晚到达接收传感器。除上述波之外，接收探头不仅会接受到在缺陷处产生的衍射波和反射波还会接收到直通波和底面反射波。焊缝的横向纵波冲击缺陷，在缺陷的末端产生衍射波。如果缺陷有足够的内部高度，缺陷两端的信号在时间上就会不同，缺陷的高度可以从记录的衍射信号的传播时间的差异中确定。焊接结构是现代工业大型设备的基本结构，这些大型设备工作环境经常伴随着高温高压等恶劣条件。由于焊接过程中的缺陷和残余应力，在产品的使用寿命中会出现裂缝，这可能会造成灾难性的后果。因此，利用无损检测和监测的信息技术进行适当的分析，可以提前发现设备焊接结构的缺陷，及时评估设备管理的运行风险，为整个业务项目的调试设备的安全运行做出贡献。
3.扫查器是tofd检测技术的关键装置，缺陷检出与扫查器的结构有密切的关系，现有的扫查器在检测时有以下不足之处。其一，不能既检测板又检测圆柱体等复杂形状的工件。其二，结构复杂，操作复杂，不利于携带。其三，在检测圆柱体等复杂形状工件的缺陷时，扫查器转过的角度和楔块间的距离不能直观显示，因此亟待解决。


技术实现要素：

4.为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种tofd无损检测扫查器。本发明的扫查器即可检测板状工件亦可检测柱状工件，操作简单且利于携带。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种tofd无损检测扫查器，包括用于安装发射探头的第一安装臂以及用于安装接收探头的第二安装臂，所述第一安装臂与第二安装臂通过铰接部铰接配合，所述发射探头以及接收探头均可沿对应的安装臂长度方向运动后固定，从而实现如下两种工作状态：
7.所述第一安装臂与第二安装臂位于同一直线上并贴合板状工件的扫查面，所述发射探头以及接收探头相对布置在板状工件缺陷的两侧，实现对板状工件的检测；
8.所述第一安装臂与第二安装臂相对转动后角度固定以适配柱状工件尺寸，所述发射探头以及接收探头贴合柱状工件表面并相对布置在柱状工件缺陷的两侧，实现对柱状工
件的检测。
9.作为本发明进一步的方案：所述第一安装臂上设置有可沿第一安装臂长度方向运动后固定的第一楔块，所述发射探头固定在第一楔块上；所述第二安装臂上设置有可沿第二安装臂长度方向运动后固定的第二楔块，所述接收探头固定在第二楔块上；所述第一楔块以及第二楔块均在检测时贴合待检测工件的扫查面。
10.作为本发明再进一步的方案：所述第一安装臂上沿其长度方向开设有第一滑槽，所述第一楔块与第一滑槽滑动配合；所述第二安装臂上沿其长度方向开设有第二滑槽，所述第二楔块与第二滑槽滑动配合。
11.作为本发明再进一步的方案：所述第一安装臂上设置有与第一安装臂平行布置的第一夹持臂，所述第一夹持臂和第一安装臂之间的距离可调，所述第一楔块运动到预定位置后被第一安装臂以及第一夹持臂夹持固定；所述第二安装臂上设置有与第二安装臂平行布置的第二夹持臂，所述第二夹持臂和第二安装臂之间的距离可调，所述第二楔块运动到预定位置后被第二安装臂以及第二夹持臂夹持固定。
12.作为本发明再进一步的方案：所述第一安装臂上设置有与其回转配合的第一固定螺杆，所述第一固定螺杆与第一夹持臂螺纹配合；所述第二安装臂上设置有与其回转配合的第二固定螺杆，所述第二固定螺杆与第二夹持臂螺纹配合。
13.作为本发明再进一步的方案：该无损检测扫查器上还设置有用于测定第一安装臂以及第二安装臂之间夹角的角度测量机构。
14.作为本发明再进一步的方案：所述铰接部包括第一铰接部和第二铰接部；所述第一夹持臂上沿第一夹持臂长度方向固定有第一连接臂，所述第二夹持臂上沿第二夹持臂长度方向固定有第二连接臂，所述第一连接臂与第二连接臂铰接配合以形成第一铰接部，第一铰接部的铰接轴线位于第一安装臂以及第二安装臂的对称面上；所述角度测量机构为角度盘，角度盘与第一铰接部的铰接轴线彼此垂直且角度盘的圆心位于第一铰接部的铰接轴线上，角度盘与第一连接臂固定相连，所述第二连接臂上设置有用于指示角度盘角度标识的指针。
15.作为本发明再进一步的方案：所述第一安装臂上沿第一安装臂长度方向固定有第一铰接臂，第二安装臂上沿第二安装臂长度方向固定有第二铰接臂，所述第一铰接臂和第二铰接臂铰接配合以形成第二铰接部，所述第一铰接部和第二铰接部的铰接轴线重合。
16.作为本发明再进一步的方案：该无损检测扫查器上还设置有用于测量第一楔块以及第二楔块之间距离的测距机构。
17.作为本发明再进一步的方案：所述测距机构为测距尺，所述测距尺沿其长度方向开设有导向槽，所述测距尺一端与第一楔块铰接配合，所述第二楔块通过导向槽与测距尺滑动配合。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、本发明在第一安装臂和第二安装臂保持一百八十度夹角时，使第一安装臂上的第一楔块以及第二安装臂上的第二楔块贴合板状工件的扫查面，此时沿第一安装臂和第二安装臂的长度方向移动第一楔块以及第二楔块，即可使第一楔块以及第二楔块上的发射探头以及接收探头相对布置在板状工件缺陷的两侧，此时手持扫查器或通过驱动结构驱动扫查器即移动即可对板状工件的缺陷进行扫查检测；在使第一安装臂和第二安装臂发生相对
转动后，第一安装臂和第二安装臂即可呈v型从而紧贴柱状工件表面，此时移动第一楔块以及第二楔块，使其贴合柱状工件表面，即可使发射探头以及接收探头相对布置在柱状工件缺陷的两侧，此时手持扫查器或通过驱动结构驱动扫查器即移动即可对柱状工件的缺陷进行扫查检测。
20.2、本发明通过在第一安装臂以及第二安装臂上沿其长度方向开设滑槽，即可使第一楔块以及第二楔块沿第一安装臂以及第二安装臂长度方向滑动到预定检测位置；通过固定螺杆和夹持臂的配合，旋转固定螺杆即可使夹持臂向安装臂方向运动，实现对楔块的夹紧固定，保持楔块的稳定性，提高后续检测的精度。
21.3、本发明通过设置角度盘，即可实时获取第一安装臂以及第二安装臂之间转动角度的数据，同时测距尺的布置可实时获取第一楔块以及第二楔块之间的距离数据，方便后续对数据的处理。
22.4、本发明为分体式结构，由安装臂、夹持臂、楔块等块状结构组合而成，整体结构简单，且方便拆卸，方便手持操作；且由于各结构为块状结构，拆卸后可叠积存放，空间占用率低，利于携带。
附图说明
23.图1为本发明的三维结构示意图。
24.图2为本发明的主视图。
25.图3为本发明的俯视图。
26.图中：
27.1、第一安装臂；2、第二安装臂；
28.3、第一连接臂；4、第二连接臂；
29.5、第一铰接臂；6、第二铰接臂；
30.7、第一楔块；8、第二楔块；
31.9、第一固定螺杆；10、第二固定螺杆；
32.11、第一夹持臂；12、第二夹持臂；
33.13、测距尺；14、角度盘；15、指针。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图1～3，本发明实施例中，一种tofd无损检测扫查器，包括固定在第一楔块7上的发射探头以及固定在第二楔块8上的接收探头，发射探头以及接收探头对立设置，通常选择在第一楔块7和第二楔块8上开设安装槽供发射探头以及接收探头安装，发射探头以及接收探头与第一楔块7以及第二楔块8的接触面均需涂设耦合剂。检测过程中，第一楔块7以及第二楔块8均贴合待检测工件的扫查面，且第一楔块7以及第二楔块8与待检测工件的贴合面涂设有耦合剂。
36.第一楔块7设置在第一安装臂1上，且可沿第一安装臂1长度方向运动后固定。
37.具体可在第一安装臂1上沿其长度方向开设第一滑槽，第一滑槽与第一楔块7滑动配合；当然，通过设置磁吸组件或者弹性件等，使第一楔块7可沿第一安装臂1长度方向运动亦可。
38.第一楔块7运动到预定位置后需将其固定。通常设置一与第一安装臂1平行布置的第一夹持臂11，第一安装臂1与第一夹持臂11之间距离可调；优选为在第一安装臂1上设置一与其回转配合的第一固定螺杆9，第一固定螺杆9杆身与第一夹持臂11螺纹配合。第一楔块7运动到预定位置后，旋转第一固定螺杆9，通过螺纹配合使第一夹持臂11向第一安装臂1方向运动，最终第一夹持臂11和第一安装臂1将第一楔块7夹持固定。
39.第一固定螺杆9替换为双向螺杆亦可实现本过程。此外，第一夹持臂11可替换为其他锁紧机构以实现对第一楔块7的固定。
40.第二楔块8设置在第二安装臂2上，且可沿第二安装臂2长度方向运动后固定。
41.具体可在第二安装臂2上沿其长度方向开设第二滑槽，第二滑槽与第二楔块8滑动配合；当然，通过设置磁吸组件或者弹性件等，使第二楔块8可沿第二安装臂2长度方向运动亦可。
42.第二楔块8运动到预定位置后需将其固定。通常设置一与第二安装臂2平行布置的第二夹持臂12，第二安装臂2与第二夹持臂12之间距离可调；优选为在第二安装臂2上设置一与其回转配合的第二固定螺杆10，第二固定螺杆10杆身与第二夹持臂12螺纹配合。第二楔块8运动到预定位置后，旋转第二固定螺杆10，通过螺纹配合使第二夹持臂12向第二安装臂2方向运动，最终第二夹持臂12和第二安装臂2将第二楔块8夹持固定。
43.第二固定螺杆10替换为双向螺杆亦可实现本过程。此外，第二夹持臂12可替换为其他锁紧机构以实现对第二楔块8的固定。
44.第一安装臂1以及第二安装臂2通过铰接件铰接配合，铰接件包括第一铰接部和第二铰接部。
45.第一铰接部由第一连接臂3以及第二连接臂4组成，第一连接臂3为沿第一夹持臂11长度方向固定在第一夹持臂11上的l型悬臂，第二连接臂4为沿第二夹持臂12长度方向固定在第二夹持臂12上的l型悬臂。第一连接臂3以及第二连接臂4的相邻端铰接配合以构成第一铰接部。
46.第二铰接部由第一铰接臂5和第二铰接臂6组成，第一铰接臂5为沿第一安装臂1长度方向固定在第一安装臂1上的l型悬臂，第二铰接臂6为沿第二安装臂2长度方向固定在第二安装臂2上的l型悬臂，第一铰接臂5和第二铰接臂6的相邻端铰接配合以构成第二铰接部。
47.第一铰接部和第二铰接部的铰接轴线同轴，且铰接轴线均位于第一安装臂1以及第二安装臂2的对称面上。
48.该无损检测扫查器上还设置有至少一个用于测量第一楔块7以及第二楔块8之间距离的测距机构。测距机构类型以及位置不限，优选为测距尺13，测距尺13的零刻度处与第一楔块7铰接配合，测距尺13上沿其刻度方向开设有导向槽，第二楔块8通过导向槽与测距尺13滑动配合，以实时根据刻度显示第一楔块7与第二楔块8之间的距离。
49.该无损检测扫查器上还设置有至少一个用于测量第一安装臂1以及第二安装臂2
之间转动过的角度的角度测量机构。角度测量机构类型以及位置不限，优选为角度盘14。角度盘14与第一铰接部以及第二铰接部的铰接轴线垂直，且角度盘14的圆心位于铰接轴线上。角度盘14的零刻度端固定在第一连接臂3上，且零刻度线平行于第一连接臂3，第二连接臂4上设置有指针15，指针15以角度盘14的圆心为轴线随第二连接臂4转动，第一连接臂3和第二连接臂4位于同一直线上时，指针15指向角度盘14的零刻度线。
50.第一连接臂3和第二连接臂4之间设置有锁紧螺钉，在转动角度调整完成后，旋紧第二连接臂4上的锁紧螺钉，使锁紧螺钉的端部与第一连接臂3抵接，即可完成角度的锁定。
51.检测过程中，针对待检测工件的不同，该无损检测扫查器存在如下两种工作状态。
52.1、检测板状工件：无需调整角度，使第一安装臂1和第二安装臂2位于同一直线上，且发射探头以及接收探头均贴合板状工件的扫查面；移动第一楔块7和第二楔块8至预定位置，使发射探头以及接收探头相对布置在板状工件缺陷的两侧，此时旋转第一固定螺杆9以及第二固定螺杆10，将第一楔块7以及第二楔块8夹持固定，此时手持扫查器或通过驱动结构驱动扫查器即移动即可对缺陷进行扫查检测。
53.2、检测柱状工件；首先转动第一安装臂1以及第二安装臂2，使第一安装臂1和第二安装臂2呈v型使其柱状工件尺寸贴合，旋紧锁紧螺钉使其角度固定；再移动第一楔块7以及第二楔块8到预定位置，使发射探头以及接收探头相对布置在柱状工件缺陷的两侧，此时旋转第一固定螺杆9以及第二固定螺杆10，将第一楔块7以及第二楔块8夹持固定，此时手持扫查器或通过驱动结构驱动扫查器即移动即可对缺陷进行扫查检测。
54.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。