一种可调直径的自定心超声阵列式夹具及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种可调直径的自定心超声阵列式夹具，包括驱动装置、传动装置、探头夹持装置和夹具体。本发明专利技术还公开了一种可调直径的自定心超声阵列式夹具的使用方法，包括：(1)根据被测物体直径选择检测方式；(2)选择安装方式；(3)根据被测物体直径，对阵列式夹具进行粗调节；(4)将第一下外壳与第二下外壳套在物体上并连接；(5)对阵列式夹具进行粗调节；(6)安装超声探头。本发明专利技术一方面实现了对可夹持直径在设计范围内的粗调节和微调节功能，极大地提高了夹具对管道、压力容器和电力钢杆等不同直径的圆柱状被测物体的适用性；另一方面可以同时检测在设计范围内的圆柱状被测物体的外壁和内壁，增强了夹具的检测通用性。

A self-determined core ultrasonic array fixture with adjustable diameter and its application

The invention discloses an adjustable diameter self-determined heart ultrasonic array fixture, which comprises a driving device, a transmission device, a probe clamping device and a clamp specific. The invention also discloses a method, a diameter adjustable self centering fixture type ultrasonic array includes: (1) according to the measured diameter of the object detection method; (2) choose the installation way; (3) according to the measured object diameter, array fixture coarse adjustment (4) of the housing; the first and second under the shell on the body and connected; (5) array of fixture coarse adjustment; (6) the installation of ultrasonic probe. One aspect of the invention realizes a coarse adjustment diameter in the range of design and micro adjustment function of the clip, greatly improve the applicability of the fixture on the pipeline, pressure vessel and electric steel of different diameter cylindrical object; on the other hand can be detected simultaneously in the design range is cylindrical the object of the inner and outer walls, enhance the detection of universal fixture.

【技术实现步骤摘要】
一种可调直径的自定心超声阵列式夹具及其使用方法
本专利技术属于无损检测领域，具体涉及一种可调直径的自定心超声阵列式夹具及检测方法。
技术介绍
随着工业和民用经济的不断发展，管道、压力容器和电力钢杆等圆柱状外形的工业装备在各个领域中被广泛使用，它们与国家的经济建设与人们的日常生活息息相关。然而由于外界环境作用、内部介质腐蚀效应以及材料老化等各种不利因素的影响，上述圆柱状外形的工业装备在长期服役过程中不可避免地会产生裂纹、局部腐蚀和穿孔等损伤，极大地影响了装备的正常运行，严重时还会造成灾难性的事故。针对管道、压力容器和电力钢杆等装备的无损检测技术主要包括超声检测、涡流检测、射线检测、磁粉检测和渗透检测五大类。其中，超声检测因为其穿透能力大、检测距离长、探伤灵敏度高等优点，被视为一种具有较高研究价值和应用前景的无损检测技术。超声检测作为一种接触式检测，需要在探头和被测物体间涂抹耦合剂。在实际检测过程中，通常是在被测物体外表面或内表面上沿周向均匀布置数个探头，数个探头整体形成阵列式结构，用以有效激发和接收所需的弹性波。目前，实验室研究中常常采用目视定位和手工粘贴的方法来布置阵列式探头，具有定位精度低、操作耗时长、检测效率低等缺点。而工程应用中往往采用超声阵列式夹具一次性完成探头的布置，提高了检测的效率。但传统超声阵列式夹具大部分只能适应单一直径的管道、压力容器或电力钢杆，并且只能对圆柱状装备的外壁进行夹持，少部分可调直径的超声阵列式夹具又存在直径变化范围小等缺点，极大地降低了阵列式夹具的通用性和适用性。专利文献CN104749258A公开了用于管件检测的超声导波探头阵列固定装置，包括机械部分和信号电路部分，其特征在于：所述机械部分包括圆环形基座、多个定位螺栓、多个螺旋伸缩组件、多个摆杆以及多个探头基座，所述圆环形基座的内径大于所检测管件的外径；所述圆环形基座的两侧面板分别为A面板和B面板，所述多个定位螺栓安装在B面板上，所述每个螺旋伸缩组件依次贯穿B面板和A面板后与每个摆杆的一端相对应连接，以调节摆杆的张合，所述每个摆杆的另一端与每个探头基座相对应连接，所述螺旋伸缩组件、摆杆和探头基座所组成的结构均匀分布在圆环形基座上。该专利能适应在设计范围内不同外径管件的检测需求，但该装置外径变化范围小，而且无法对管件内壁进行检测，对不同类型的被测管件的适应性较低。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术的目的在于提供一种可调直径的自定心超声阵列式夹具，具有良好的适用性和检测通用性。本专利技术的另一目的在于提供一种可调直径的自定心超声阵列式夹具的使用方法。为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种可调直径的自定心超声阵列式夹具，包括驱动装置、传动装置、探头夹持装置和夹具体；所述驱动装置与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合，用于产生驱动力矩；所述传动装置位于所述夹具体内部，与所述探头夹持装置连接，用于带动所述探头夹持装置做同步运动；所述探头夹持装置周向均匀布置于所述传动装置的背面，用于安装探头；所述夹具体包裹于所述驱动装置、传动装置和探头夹持装置的外部，用于保护上述装置；所述驱动装置包括T形杆、螺旋圆锥齿轮和深沟球轴承，其中，所述T形杆用于产生驱动力矩，所述螺旋圆锥齿轮上方与所述T形杆相连，下方与所述深沟球轴承相配合，且与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合，以传递所述T形杆产生的驱动力矩；所述传动装置包括第一阿基米德螺旋盘、第二阿基米德螺旋盘、滑块和滚珠弹簧组合；其中，所述第一阿基米德螺旋盘和第二阿基米德螺旋盘通过销孔配合连接；所述滑块周向均匀布置于第一阿基米德螺旋盘或第二阿基米德螺旋盘之上，且通过螺旋槽配合连接；所述滚珠弹簧组合位于所述滑块的上方，包括压缩弹簧和滚珠；所述滑块左右两侧设置有两个长条状凸台；所述探头夹持装置包括探头紧固杆、扭簧、探头紧固块、预紧弹簧和第一螺栓螺母组合；其中，所述探头紧固杆和探头紧固块通过铰链连接，并通过位于铰链连接处的扭簧产生预紧扭矩力；所述第一螺栓螺母组合设置于所述探头紧固块的上方，用以实现对探头的预紧力调节；所述预紧弹簧设置于所述第一螺栓螺母组合的下方；所述探头夹持装置沿所述夹具体周向均匀布置；所述探头紧固杆上设置有半圆弧槽，用于与所述滚珠弹簧组合相配合；所述夹具体包括锥形外壳、第一上外壳、第一下外壳、第二上外壳、第二下外壳、螺钉、第二螺栓螺母组合和柱销；其中，所述锥形外壳位于所述第一上外壳正中间；所述第一上外壳和第一下外壳通过螺钉连接；所述第二上外壳和第二下外壳通过螺钉连接；所述第一下外壳和第二下外壳左侧通过铰链连接，右侧通过第二螺栓螺母组合连接；所述第一下外壳和第二下外壳内设置有滑道和凹槽；一种可调直径的自定心超声阵列式夹具的使用方法，其中，所述夹具包括驱动装置、传动装置、探头夹持装置和夹具体；所述驱动装置与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合；所述驱动装置包括T形杆、螺旋圆锥齿轮和深沟球轴承；所述螺旋圆锥齿轮上方与所述T形杆相连，下方与所述深沟球轴承相配合，且与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合；所述传动装置位于所述夹具体内部；所述传动装置包括第一阿基米德螺旋盘、第二阿基米德螺旋盘、滑块和滚珠弹簧组合；所述第一阿基米德螺旋盘和第二阿基米德螺旋盘通过销孔配合连接；所述滑块周向均匀布置于第一阿基米德螺旋盘或第二阿基米德螺旋盘之上，且通过螺旋槽配合连接；所述滚珠弹簧组合位于所述滑块的上方；所述探头夹持装置周向均匀布置于所述传动装置的背面；所述探头夹持装置包括探头紧固杆、扭簧、探头紧固块、预紧弹簧和第一螺栓螺母组合；所述探头紧固杆和探头紧固块通过铰链连接，且所述探头紧固杆上设置有半圆弧槽；所述第一螺栓螺母组合设置于所述探头紧固块的上方；所述预紧弹簧设置于所述第一螺栓螺母组合的下方；所述夹具体包裹于所述驱动装置、传动装置和探头夹持装置的外部；所述夹具体包括锥形外壳、第一上外壳、第一下外壳、第二上外壳、第二下外壳、螺钉、第二螺栓螺母组合和柱销；所述锥形外壳位于第一上外壳正中间；所述第一上外壳和第一下外壳通过螺钉连接；所述第二上外壳和第二下外壳通过螺钉连接；所述第一下外壳和第二下外壳左侧通过铰链连接，右侧通过第二螺栓螺母组合连接；所述夹具的使用方法包括如下步骤：步骤1：测量圆柱状被测物体的直径大小，选择相应的阵列式夹具检测方式，当被测物体外直径小于或等于180mm时，阵列式夹具可以对被测物体外直径进行检测；当被测物体内直径大于或等于620mm时，阵列式夹具可以对被测物体内直径进行检测；步骤2：根据阵列式夹具的检测方式，选择探头夹持装置的安装方式，当对被测物体外直径进行检测时，探头夹持装置以探头紧固块朝向圆心方向进行安装；当对被测物体内直径进行检测时，探头夹持装置以探头紧固块背向圆心方向进行安装；步骤3：根据被测圆柱状物体的直径大小，通过调节滑块上滚珠弹簧组合与探头紧固杆上不同径向位置的半圆弧槽相配合，实现阵列式夹具可夹持直径的粗调节；步骤4：将第一下外壳和第二下外壳套在被测物体上，并通过右侧的第二螺栓螺母组合使所述第一下外壳和第二下外壳连接为一个整体；步骤5：旋转T形杆，通过锥齿轮传动驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调直径的自定心超声阵列式夹具，包括驱动装置、传动装置、探头夹持装置和夹具体；所述驱动装置与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合，用于产生驱动力矩；所述传动装置位于所述夹具体内部，与所述探头夹持装置连接，用于带动所述探头夹持装置做同步运动；所述探头夹持装置周向均匀布置于所述传动装置的背面，用于安装探头；所述夹具体包裹于所述驱动装置、传动装置和探头夹持装置的外部，用于保护上述装置。

【技术特征摘要】
1.一种可调直径的自定心超声阵列式夹具，包括驱动装置、传动装置、探头夹持装置和夹具体；所述驱动装置与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合，用于产生驱动力矩；所述传动装置位于所述夹具体内部，与所述探头夹持装置连接，用于带动所述探头夹持装置做同步运动；所述探头夹持装置周向均匀布置于所述传动装置的背面，用于安装探头；所述夹具体包裹于所述驱动装置、传动装置和探头夹持装置的外部，用于保护上述装置。2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，优选的，所述驱动装置包括T形杆、螺旋圆锥齿轮和深沟球轴承，其中，所述T形杆用于产生驱动力矩，所述螺旋圆锥齿轮上方与所述T形杆相连，下方与所述深沟球轴承相配合，且与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合，以传递所述T形杆产生的驱动力矩。3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述传动装置包括第一阿基米德螺旋盘、第二阿基米德螺旋盘、滑块和滚珠弹簧组合；其中，所述第一阿基米德螺旋盘和第二阿基米德螺旋盘通过销孔配合连接；所述滑块周向均匀布置于第一阿基米德螺旋盘或第二阿基米德螺旋盘之上，且通过螺旋槽配合连接；所述滚珠弹簧组合位于所述滑块的上方，包括压缩弹簧和滚珠。4.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述滑块左右两侧设置有长条状凸台。5.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述探头夹持装置包括探头紧固杆、扭簧、探头紧固块、预紧弹簧和第一螺栓螺母组合；其中，所述探头紧固杆和探头紧固块通过铰链连接，并通过位于铰链连接处的扭簧产生预紧扭矩力；所述第一螺栓螺母组合设置于所述探头紧固块的上方，用以实现对探头的预紧力调节；所述预紧弹簧设置于所述第一螺栓螺母组合的下方。6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述探头紧固杆上设置有半圆弧槽，用于与所述滚珠弹簧组合相配合。7.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具体包括锥形外壳、第一上外壳、第一下外壳、第二上外壳、第二下外壳、螺钉、第二螺栓螺母组合和柱销；其中，所述锥形外壳位于所述第一上外壳正中间；所述第一上外壳和第一下外壳通过螺钉连接；所述第二上外壳和第二下外壳通过螺钉连接；所述第一下外壳和第二下外壳左侧通过铰链连接，右侧通过第二螺栓螺母组合连接。8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于，所述第一下外壳和第二下外壳内设置有滑道和凹槽，用于约束所述长条状凸台以使所述滑块做径向直线运动。9.一种可调直径的自定心超声阵列式夹具的使用方法，其中，所述夹具包括驱动装置、传动装置、探头夹持装置和夹具体；所述驱动装置与所述传动装置的正面的锥齿轮啮合；所述驱动装置包括T形杆、螺旋圆锥齿轮和深沟球轴承；所述螺旋圆锥齿轮上方与所述T形杆相连，下方与所述深沟球轴承相配合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田飞，李兵，许霖，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61