一种持续填充耦合剂的超声检测楔块装置的制作方法

1.本发明属于金属壁厚测量技术领域，涉及一种持续填充耦合剂的超声检测楔块装置。


背景技术：

2.金属壁厚在线监测技术在石油化工领域应用广泛。石化工业现场使用的高风险装置设施(如井口装置、压力管道等)在生产过程中受高温、高压、复杂介质等因素的影响，其内壁极易出现腐蚀冲蚀现象，因此需要对高风险装置设施进行壁厚在线监测，实时掌握壁厚变化情况，确保高风险装置设施安全运行。
3.目前，金属壁厚在线监测使用的大多为电磁超声探头。此种探头的优点是不需要耦合介质，可直接依附被测工件表面进行检测，但是电磁超声换能器的换能效率很低，得到的接收信号十分微弱，且信噪比差，直接影响到对壁厚变化情况的判断。而超声波检测具有频率高、波长短，且穿透能力强等优点，但由于需要在楔块与被测工件表面之间空隙处涂抹耦合剂，因此不适用于固定在被测工件表面长期进行壁厚在线监测。
4.中国专利文献cn106079370a公开一种用于pvc管挤出尺寸检测系统及检测方法，包括固定安装在底座上的固定支架、设置在固定支架中心通孔内的探头保持架、开设在所述探头保持架中心部位且供pvc管穿过的通孔及淋水装置，布置在探头保持架上的探头组和自开合装置。利用收发一体式超声波传感器在线检测pvc管，并实时接收pvc管的回波信号，然后将回波信号进行处理，进而能直观地得到pvc管的外径、壁厚以及不圆度三个方面的测量数据，检测可靠、效率高，实现pvc管外径、壁厚以及不圆度三个方面的加工尺寸在线测量。该装置中利用超声波可对pvc管壁进行厚度测量，但该装置中超声探头的端部无法填充耦合剂，故无法应用在金属壁厚在线监测领域。
5.中国专利文献cn110186404b公开了一种阵列式换热管壁厚在线超声监测装置，它解决了现有的液冷小半径管道壁厚的检测采用人工检测，存在劳动强度大，效率低，环境潮湿闷热，精度低，且不利于信息化管理和维护的问题。该装置包括超声测厚装置、紧固定位组件和耦合剂自动循环组件，紧固定位组件可以使探头与换热管紧密接触；耦合剂自动循环组件确保排空探头与换热管之间的空气，并最大程度减小对换热管的腐蚀。但该超声测厚装置中的圆柱形通孔尺寸限定，无法随金属管直径进行调节，不具有通用性。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种持续填充耦合剂的超声检测楔块装置，利用顶丝和抱箍将超声波检测探头与楔块长期固定在被测工件表面，通过注脂油杯定期向耦合剂密封罩内部注满耦合剂，使得楔块与被测工件表面之间的空隙处始终充满耦合剂，实现长期对被测工件壁厚进行在线监测的功能。
7.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种持续填充耦合剂的超声检测楔块装置，用于对被测工件的壁厚进行长时间在线监测，该装置包括至少三个顶丝、抱
箍、探头和耦合剂组件，其中所述抱箍包括两组呈半圆环形紧固件，两组紧固件的端部分别通过连接螺栓固定，共同构成圆环形结构，所述抱箍套设在被测工件上；所述顶丝环绕被测工件的轴心均匀分布，每个顶丝与抱箍均螺纹连接，且所述顶丝的端部抵接在被测工件的外圆表面上；所述耦合剂组件包括有楔块和耦合剂保护罩，所述耦合剂保护罩紧贴在被测工件表面，所述耦合剂保护罩内填充有耦合剂；所述探头安设在其中一个顶丝的端部，所述楔块位于所述探头的首端，所述楔块的末端与探头端部连接，楔块的首端贯穿耦合剂保护罩，且所述楔块中部位置与耦合剂保护罩密封固定。
8.进一步的，所述抱箍上的每个顶丝轴线的延长线均经过被测工件的轴线。
9.进一步的，所述探头固定安装于其中一个顶丝的端部，所述探头末端设有连接线，安设有探头的顶丝的轴线位置设有连接线安装孔，所述连接线安设于连接线安装孔内。
10.进一步的，所述耦合剂保护罩上设有注料口，所述注料口上安设有注脂油杯，所述注脂油杯定期向耦合剂保持罩内补充添加耦合剂。
11.进一步的，所述耦合剂保护罩中接触被测工件的外圆表面的位置设有第一密封槽，所述第一密封槽内安设有第一密封圈，所述第一密封圈用于密封耦合剂保护罩与被测工件接触位置的缝隙。
12.进一步的，所述楔块首端与被测工件之间的间隙位置填充耦合剂。
13.进一步的，所述抱箍的直径范围为100-250mm。
14.本发明同现有技术相比，具有如下优点：
15.1)本发明中的超声检测楔块装置利用顶丝和抱箍可将超声波检测探头与楔块长期固定在被测工件表面，通过注脂油杯定期向耦合剂密封罩内部注满耦合剂，使得楔块与被测工件表面之间的空隙处始终充满耦合剂，实现长期对被测工件壁厚进行在线监测的功能。
16.2)本发明中的超声检测楔块装置采用至少三个顶丝将抱箍与待测工件连接，通过调节顶丝深入抱箍的长度，使抱箍适应于各种直径的待测工件，且保持耦合剂密封罩紧贴待测工件表面，使得楔块与被测工件表面紧密接触，保证测量结果精确，同时该装置结构简单，安装便捷，制造成本更低，更适用于长期对被测工件壁厚进行在线监测。
附图说明
17.图1是本实施例中一种持续填充耦合剂的超声检测楔块装置的主视结构图；
18.图2是本实施例中超声检测楔块装置的侧视结构图。
具体实施方式
19.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
20.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领
域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例：
24.结合图1和2所示，本实施例中公开有一种持续填充耦合剂的超声检测楔块装置，该装置用于对被测工件6的壁厚进行长时间在线监测。
25.具体的，该装置包括至少三个顶丝、抱箍2、探头3和耦合剂组件，其中所述抱箍2包括两组呈半圆环形紧固件，两组紧固件的端部分别通过连接螺栓11和12固定，共同构成圆环形结构，所述抱箍2套设在被测工件6上，优选的，本实施例中抱箍2的直径范围为100-250mm；本实施例中设有3个顶丝，具体包括顶丝1、顶丝9和顶丝10，上述3个顶丝环绕被测工件6的轴心均匀分布，每个顶丝与抱箍2均螺纹连接，且所述顶丝9和顶丝10的端部均抵接在被测工件6的外圆表面上；更详细的是，所述抱箍2上的每个顶丝轴线的延长线均经过被测工件6的轴线。
26.两组半圆环形紧固件通过连接螺栓11和12固定构成抱箍2，可套设在被测工件6上，安装时方便快捷，同时当需要拆卸时，可松开连接螺栓11和12，即可取下抱箍2，操作简单快捷，同时设置至少三个顶丝可确保抱箍2与被测工件6保持同轴心，进而使探头3以及楔块4紧贴固定在被测工件6上，并且针对不同直径大小的被测工件6，可通过旋拧调节顶丝伸入抱箍2的长度，即可使该装置适用于不同的被测工件6，无需专门定制固定结构，因此本实施例中的装置通用性好，制造成本交底，且操作简便。
27.所述耦合剂保护罩5紧贴在被测工件6表面，所述耦合剂保护罩5内填充有耦合剂；所述探头3安设在其中一个顶丝1的端部，所述探头3末端设有连接线8，而安设有探头3的顶丝1的轴线位置设有连接线安装孔，所述连接线8安设于连接线安装孔内。所述探头3的首端设有楔块4，所述楔块4的末端与探头3端部连接，楔块4的首端贯穿耦合剂保护罩5，且所述楔块4中部位置与耦合剂保护罩5密封固定。所述楔块4首端与被测工件6之间的间隙位置填充耦合剂。更具体的，所述耦合剂保护罩5上设有注料口7，所述注料口7上安设有注脂油杯，所述注脂油杯定期向耦合剂保持罩内补充添加耦合剂。所述耦合剂保护罩5中接触被测工件6的外圆表面的位置设有第一密封槽，所述第一密封槽内安设有第一密封圈，所述第一密封圈用于密封耦合剂保护罩5与被测工件6接触位置的缝隙。
28.根据上述结构可预期的是，当耦合剂保护罩5紧贴被测工件6表面时，可通过第一密封圈保持保护罩与被测工件6之间形成的空腔内部密封，通过耦合剂保护罩5上的注料口7向内部住满耦合剂，并通过注脂油杯持续保持空腔内部耦合剂充满，以保持探测效果良好。同时由于探头3与楔块4之间并未完全固定连接，因此当针对不同管径的被测工件6进行探测时，可通过更换不同类型的楔块4以适应匹配被测工件6，需注意的是，楔块4与耦合剂
保护罩5是一体连接的，而耦合剂保护罩5为紧密贴合被测工件6的管壁，需保持保护罩边缘与被测工件6形状一致，因此针对不同管径的被测工件6，可设置不同弧度边缘的耦合剂保护罩5，通过更换楔块4以及耦合剂保护罩5的类型，即可针对不同管径被测工件6进行测量，而其他部件无需更换，因此本装置具有更强的通用性，具有较好经济效益。并且上述装置中各部件之间结构简单，制造成本较为低廉，安装过程方便，因此可更适用于长期对被测工件6进行探测，由于耦合剂保护罩5上连接有注脂油杯，可定期向保护罩内部补充耦合剂，可使装置长时间进行探测。
29.更详细的，该装置的操作过程为：首先选定被测工件6的探测位置，然后测定被测工件6的管径，并根据管径挑选装置中抱箍2直径、顶丝长度，并选择与被测工件6表面弧度一致的耦合剂保护罩5，将顶丝绕抱箍2中心位置旋拧固定，并将抱箍2同轴套设在被测工件6上，将其中一个顶丝替换为用于测量的探头3，并将探头3端部与楔块4以及耦合剂保护罩5接触，通过旋拧不同位置的顶丝，调节顶丝长度，调节抱箍2与被测工件6保持同轴，此时耦合剂保护罩5与被测工件6紧密贴合，通过注脂油杯向保护罩内部填充满耦合剂，即可实现探测功能。
30.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。