对紧固件进行超声波检测的装置以及相关方法制造方法及图纸

一种对螺钉、螺栓或螺柱等紧固件(12)进行超声波检查的装置(10)，该紧固件(12)包括头部(14)，所述装置(10)包括探针(22)，该探针(22)包括至少一个压电多单元矩阵传感器(26，27)，其特征在于，所述压电多单元矩阵传感器(26，27)具有有源部分(30，31)，该有源部分的表面积与所述紧固件(12)的头部(14)的表面积基本相等，而且被划分为一个或多个区域(36～41)，该区域被排列为矩阵形式，每个区域包括一个或多个单元，所述装置(10)包括控制器(25)，该控制器被编程为相继实施一个或多个控制配置，在每个配置的执行过程中，所述控制器将一个或多个区域激活为发射器，并将一个或多个区域激活为接收器。

A device for ultrasonic testing of fasteners and related methods

\u4e00\u79cd\u5bf9\u87ba\u9489\u3001\u87ba\u6813\u6216\u87ba\u67f1\u7b49\u7d27\u56fa\u4ef6(12)\u8fdb\u884c\u8d85\u58f0\u6ce2\u68c0\u67e5\u7684\u88c5\u7f6e(10)\uff0c\u8be5\u7d27\u56fa\u4ef6(12)\u5305\u62ec\u5934\u90e8(14)\uff0c\u6240\u8ff0\u88c5\u7f6e(10)\u5305\u62ec\u63a2\u9488(22)\uff0c\u8be5\u63a2\u9488(22)\u5305\u62ec\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u538b\u7535\u591a\u5355\u5143\u77e9\u9635\u4f20\u611f\u5668(26\uff0c27)\uff0c\u5176\u7279\u5f81\u5728\u4e8e\uff0c\u6240\u8ff0\u538b\u7535\u591a\u5355\u5143\u77e9\u9635\u4f20\u611f\u5668(26\uff0c27)\u5177\u6709\u6709\u6e90\u90e8\u5206(30\uff0c31)\uff0c\u8be5\u6709\u6e90\u90e8\u5206\u7684\u8868\u9762\u79ef\u4e0e\u6240\u8ff0\u7d27\u56fa\u4ef6(12)\u7684\u5934\u90e8(14)\u7684\u8868\u9762\u79ef\u57fa\u672c\u76f8\u7b49\uff0c\u800c\u4e14\u88ab\u5212\u5206\u4e3a\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u533a\u57df(36\uff5e41)\uff0c\u8be5\u533a\u57df\u88ab\u6392\u5217\u4e3a\u77e9\u9635\u5f62\u5f0f\uff0c\u6bcf\u4e2a\u533a\u57df\u5305\u62ec\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u5355\u5143\uff0c\u6240\u8ff0\u88c5\u7f6e(10)\u5305\u62ec\u63a7\u5236\u5668(25)\uff0c\u8be5\u63a7\u5236\u5668\u88ab\u7f16\u7a0b\u4e3a\u76f8\u7ee7\u5b9e\u65bd\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u63a7\u5236\u914d\u7f6e\uff0c\u5728\u6bcf\u4e2a\u914d\u7f6e\u7684\u6267\u884c\u8fc7\u7a0b\u4e2d\uff0c\u6240\u8ff0\u63a7\u5236\u5668\u5c06\u4e00\u4e2a\u6216\u591a\u4e2a\u533a\u57df\u6fc0\u6d3b\u4e3a\u53d1\u5c04\u5668\uff0c\u5e76\u5c06\u4e00 One or more regions are activated to the receiver.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对紧固件进行超声波检测的装置以及相关方法
本专利技术涉及一种对紧固件进行超声波检查的装置，该紧固件包括头部，所述装置包括探针，该探针包括至少一个压电多单元矩阵传感器。本专利技术还涉及一种与上述装置相关的紧固件检查方法。
技术介绍
上述类型的装置已经为人所知(尤其根据文献US2014/0283612)。该文件描述了一种对螺钉进行超声波检测的装置。该装置包括探针和导轨形式的紧固件，该导轨可使得所述探针沿所述螺钉的直径滑动，而且该导轨可转动。然而，此类型的装置在不使用对所述传感器进行旋转或平移的机械系统时，无法对整个螺钉的缺陷进行正确表征。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提供一种可更好地表征缺陷并因此获得更可靠结果的装置。为此目的，本专利技术涉及一种如上所述的检查装置，其特征在于，所述压电多单元矩阵传感器具有有源部分，该有源部分的表面积与所述紧固件的所述头部的表面积基本相等，而且该有源部分被划分为一个或多个区域，该一个或多个区域排列为矩阵的形式，每个区域包括一个或多个单元，所述装置包括控制器，该控制器被编程为相继实施一个或多个控制配置，在每个配置的执行过程中，所述控制器将一个或多个区域激活为发射器，并将一个或多个区域激活为接收器。通过使用此类装置，可在无需移动或转动所述探针的同时，实施多种不同控制序列，以对待检测的所有类型的缺陷进行检测和表征。所述各种控制序列的信息的交汇可实现以更加可靠的方式对所述缺陷进行表征(位置、朝向、深度等)。根据本专利技术的具体实施方式，上述装置分别单独地或以任何技术上可能的组合具有以下特征中的一个或多个：所述控制器被编程为执行多个控制配置；所述控制器被编程为将每个区域激活为发射器和/或接收器，或者将其关闭；所述紧固件包括圆角(fillet)过渡部分，以及杆部和/或螺纹，所述控制器被编程为执行控制配置序列，以根据缺陷在所述圆角过渡部分、杆部和/或螺纹内的位置，并根据缺陷的朝向，对缺陷进行检测；所述装置包括衬圈，该衬圈用于安装于所述紧固件的头部上，所述压电传感器安装于所述衬圈上，该衬圈设置为使得由水层将所述压电传感器与所述紧固件的头部分开；所述装置包括衬圈，该衬圈用于安装于所述紧固件的头部上，所述压电传感器安装于所述衬圈上，该衬圈设置为使得所述压电传感器与所述紧固件的头部之间间隔10mm～30mm的距离；所述紧固件包括止动条，所述探针包括两个压电多单元矩阵传感器，分别设置于所述止动条的两侧；所述至少一个压电多单元矩阵传感器中的每一个的有源部分被划分为至少3个区域；所述至少一个压电多单元矩阵传感器中的每一个的传感器的有源部分包括至少96个单元；所述紧固件包括圆角过渡部分以及杆部和/或螺纹，所述控制器相继实施至少五种控制配置，其中的至少一种配置可对所述圆角过渡部分内的缺陷进行检测，而且其中的至少一种配置可对所述紧固件的杆部和/或螺纹内的缺陷进行检测；所述控制器可将每个区域仅激活为发射器，或仅激活为接收器，或激活为发射器和接收器，或将其关闭；所述紧固件包括圆角过渡部分以及杆部和/或螺纹，所述控制器相继实施至少两种控制配置，其中的至少一种配置可对所述圆角过渡部分内的缺陷进行检测，并且其中的至少一种配置可对所述紧固件的杆部和/或螺纹内的缺陷进行检测；所述紧固件包括圆角过渡部分，所述控制器可相继实施至少两种控制配置，该两种控制配置对应于所述圆角过渡部分中的缺陷的两种不同朝向；所述紧固件包括杆部和/或螺纹，所述控制器可相继实施至少两种控制配置，该两种控制配置对应于所述杆部和/或螺纹中的缺陷的两种不同朝向。本专利技术还涉及一种对螺钉、螺栓或螺柱等紧固件进行超声波检查的方法，包括如下步骤：提供以上所述的检查装置；以及利用所述控制器，通过将一个或多个区域激活为发射器，并将一个或多个区域激活为接收器，相继实施一个或多个控制配置。根据本专利技术的具体实施方式，所述方法分别单独地或以任何技术上可能的组合具有以下特征中的一个或多个：所述控制器相继实施多个控制配置；所述控制器将每个区域激活为发射器和/或接收器，或者将其关闭；所述紧固件包括圆角过渡部分以及杆部和/或螺纹，所述检查方法包括实施控制配置序列，以根据所述圆角过渡部分、杆部和/或螺纹内的缺陷位置，并根据该缺陷的朝向，对该缺陷进行检测；所述紧固件包括圆角过渡部分以及杆部和/或螺纹，所述检查方法包括由所述控制器相继实施至少两种控制配置，其中的至少一种配置可对所述圆角过渡部分内的缺陷进行检测，而且其中的至少一种配置可对所述紧固件的杆部和/或螺纹内的缺陷进行检测；所述紧固件包括圆角过渡部分，所述检查方法包括由所述控制器相继实施至少两种控制配置，该两种控制配置对应于所述圆角过渡部分中的缺陷的两种不同朝向；所述紧固件包括杆部和/或螺纹，所述检查方法包括由所述控制器相继实施至少两种控制配置，该两种控制配置对应于所述杆部和/或螺纹中的缺陷的两种不同朝向。附图说明通过阅读以下描述，可了解本专利技术的其他特征和优点，该描述仅用于例示作用并参考附图，附图中：图1和图2为安装于螺钉头部上的所述装置的一种实施方式的示意截面图；图3为图1和图2所示组装体的俯视图；图4为图3所示组装体的俯视图，其中所示为各区域的一种可能分布方式；图5所示为根据本专利技术一种实施方式的图4所示装置的检查配置实施例。具体实施方式图1和图2所示为安装于螺钉12上的本专利技术的检查装置10。螺钉12包括头部14，圆角过渡部分16，杆部18以及螺纹20。螺钉12沿主轴线X延伸。检查装置10包括探针22，衬圈24以及控制器25。探针22包括至少一个压电多单元矩阵传感器26，27。在图1和图2所示实施例中，所述螺钉包括止动条28，探针22包括位于该止动条28两侧的两个压电传感器26，27。所述两个压电传感器26，27类似且不相互重叠。所述压电传感器包括有源部分30，31。压电传感器26，27的有源部分30，31(或者在采用多个压电传感器26，27时，这些压电传感器26，27的所有有源部分30，31)的表面积与螺钉12的头部14的表面积几乎相等。举例而言，有源部分30，31的表面积为130mm2～200mm2。如图3所示，压电传感器26，27的有源部分30，31被划分为多个单元32，这些单元32被排列为矩阵形式。单元32为矩形，更尤其为正方形，有源部分30，31的形状为矩形。每个有源部分30，31例如包含至少96个单元32，更尤其为128个或256个单元32。每个单元32可以为超声波发射器和/或接收器，或可以为无源单元。各单元所发射的波的频率例如为2～5MHz。衬圈24为连接探针22和螺钉12的头部14的刚性部件，衬圈24使此两者间保持固定距离。衬圈24包括区域34，该区域将该衬圈紧固至螺钉12的头部14上。衬圈24可将探针22保持于距螺钉12的头部14给定的距离处，从而使得探针22垂直于主轴线X，也就是说，探针22平行于螺钉12的头部14的上表面。探针22例如保持于距螺钉12的头部14的10～30mm距离处。衬圈24设置为使得当螺钉12被浸没时，探针22和螺钉12的头部14由水层35隔开。衬圈24例如由带允许液体通过的孔的材料制成。在给定入射角半径(在水中)下，与所述螺钉所采用的材料相比，具有较小超声传播速度的水具有较大的折射角(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对螺钉、螺栓或螺柱等紧固件(12)进行超声波检查的装置(10)，所述紧固件(12)包括头部(14)，所述装置(10)包括探针(22)，所述探针(22)包括至少一个压电多单元矩阵传感器(26，27)，其特征在于，所述压电多单元矩阵传感器(26，27)具有有源部分(30，31)，所述有源部分的表面积与所述紧固件(12)的所述头部(14)的表面积基本相等，且所述有源部分被划分为一个或多个区域(36～41)，所述一个或多个区域被排列为矩阵的形式，每个区域(36～41)包括一个或多个单元(32)，所述装置(10)包括控制器(25)，所述控制器被编程为相继实施一个或多个控制配置，在每个配置的执行过程中，所述控制器(25)将一个或多个区域(36～41)激活为发射器，并将一个或多个区域(36～41)激活为接收器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.04 FR 15518271.一种对螺钉、螺栓或螺柱等紧固件(12)进行超声波检查的装置(10)，所述紧固件(12)包括头部(14)，所述装置(10)包括探针(22)，所述探针(22)包括至少一个压电多单元矩阵传感器(26，27)，其特征在于，所述压电多单元矩阵传感器(26，27)具有有源部分(30，31)，所述有源部分的表面积与所述紧固件(12)的所述头部(14)的表面积基本相等，且所述有源部分被划分为一个或多个区域(36～41)，所述一个或多个区域被排列为矩阵的形式，每个区域(36～41)包括一个或多个单元(32)，所述装置(10)包括控制器(25)，所述控制器被编程为相继实施一个或多个控制配置，在每个配置的执行过程中，所述控制器(25)将一个或多个区域(36～41)激活为发射器，并将一个或多个区域(36～41)激活为接收器。2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，所述装置(10)包括衬圈(24)，该衬圈用于安装于所述紧固件(12)的所述头部(14)上，所述压电传感器(26，27)安装于该衬圈(24)上，该衬圈(24)被设置为使得由水层将所述压电传感器(26，27)与所述紧固件(12)的所述头部(14)分开。3.根据前述任何一项权利要求所述的检查装置，其特征在于，所述装置(10)包括衬圈(24)，该衬圈用于安装于所述紧固件(12)的所述头部(14)上，所述压电传感器(26，27)安装于该衬圈(24)上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·布勒兹，
申请(专利权)人：阿海珐核能公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR