一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，包括储水器、封盖、环形阵列单元安装架、环形阵列检测单元、水泵、水循环输入输出以及传感器；封盖位于储水器上面；环形阵列单元安装架与水泵固定在储水器内部，环形阵列检测单元与环形阵列单元安装架相连；水泵与水循环输入输出的输入端相连；传感器安装在封盖内检材进入一侧；环形阵列检测单元包括外环部分和内环部分，外环部分和内环部分通过进丝侧端盖和出丝侧端盖连接为一体；外环部分由外环基体和外环阵列探头构成，内环部分由内环内核和内环内核锁紧环构成。与现有超声检测器相比，该超声检测器改变了超声波进入检材的方式，能够有效消除丝棒管材的端部检测盲区。

A Small Diameter Wire Rod Tube Ultrasound Detector without End Blind Zone

【技术实现步骤摘要】
一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器
本专利技术涉及丝棒管材超声无损检测技术，特别提供一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器。
技术介绍
航空、航天、核工业、特种设备及医疗等领域，丝棒管材做为基本原料形式广泛应用。如果丝棒管材存在裂纹、夹杂等缺陷将对严重影响产品的使用安全，造成严重的后果。超声检测方法一般是产品质量检测方法中规定的必须采用的方法之一，大批量检材的测试大都采用自动检测的方法。但目前所有的管棒丝材检测系统存在一个共性的问题，那就是端部盲区问题。设备制造标准YB4082规定：“管端不可探区域(端部盲区)不大于200mm”。检测方法标准GB5777规定：“自动检测时对钢管两端将不能有效地检验，此区域视为自动检测的盲区，制造方可采用有效方法来保证此区域质量”。针对端部检测盲区，丝棒管材的研制生产单位所采用的一种方法是将端部切除，这造成了原料的巨大浪费；另一种方法是靠制造工艺保证，这势必留下了安全隐患。用于系统集成的超声检测器可分为超声探头机械旋转形式、超声相控阵电子旋转、多通道检测单元(ZL201010146128.0)等形式。上述超声检测器都包括水耦合腔体和水耦合腔体两侧的耦合套，水腔体用于形成超声的耦合介质，两侧的耦合套用于检材的限位。在实际检测中，可以认为当检材位于两个耦合套之间时，检材与探头的相对位置是稳定的，可以获得可靠的超声信号。当检材的尾部离开尾部的耦合套时，检测与探头的相对位置就不能保证了，不能获得可靠稳定的超声信号，形成了端部检测盲区。也就是说两个耦合套间距的一半为端部检测盲区。超声探头机械旋转形式和超声相控阵电子旋转形式两种超声检测器一般尺寸较大，端部盲区也较大。OLYMPUS公司的BIS系统棒材检测系统，针对端部测试进行了优化设计，可获得非常短的端部不可测长度仍为20mm。ZL201010146128.0中的多通道检测单元尺寸较小可大大缩小检材两端的检测盲区，就其原理而言，不能从根本上消除检测盲区。本专利技术提供了一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，能够有效消除丝管材的端部检测盲区，可满足检材直线传送或检材螺旋传送的检测方式，与机电系统集成实现小直径丝棒管材快速无盲区超声无损检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，该超声检测器具有“声眼”结构特征，与现有超声检测器相比，改变了超声波进入检材的方式，能够有效消除丝棒管材的端部检测盲区，可满足检材直线传送或检材螺旋传送的检测方式，与机电系统集成实现小直径丝棒管材直入式快速无盲区超声无损检测。本专利技术技术方案如下：一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：所述超声检测器包括储水器1、封盖2、环形阵列单元安装架3、环形阵列检测单元4、水泵5、水循环输入输出6以及传感器7；其中，封盖2位于储水器1上面；环形阵列单元安装架3与水泵5固定在储水器1内部，环形阵列检测单元4与环形阵列单元安装架3相连；水泵5与水循环输入输出6的输入端相连；传感器7安装在封盖2内检材进入一侧，用于定位检材的头部和尾部；所述环形阵列检测单元4包括外环部分和内环部分，外环部分和内环部分通过进丝侧端盖46和出丝侧端盖47连接为一体；外环部分由外环基体41和外环阵列探头42构成，内环部分由内环内核44和内环内核锁紧环45构成。本专利技术所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：所述外环基体41为圆环体，圆环外圆柱面按多列环状阵列结构分布探头安装孔，圆环内孔配合进丝侧端盖46和出丝侧端盖47形成耦合水腔(即外环基体41内腔与设置在两端的进丝侧端盖46和出丝侧端盖47形成的空间)；外环阵列探头42依次放置在探头安装孔中；耦合水腔芯部放置内环内核44，内环内核44为圆筒形构件，沿外圆柱面按多列环状阵列结构分布孔型或条形“声眼”(即分布在内环内核44圆筒壁上的通孔)，“声眼”与探头安装孔的孔轴线对应；内环内核44圆筒内孔为检材行走通道；内环内核44依次穿过进丝侧端盖46和出丝侧端盖47，在进丝侧端盖46或出丝侧端盖47处，由锁紧环45固定。本专利技术所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：外环阵列探头42通过外环探头调节锁紧螺钉固定在探头安装孔中。本专利技术所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：封盖2上设有开口，用于引出外环阵列探头42、传感器7和水泵5的连接端口。本专利技术所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：内环内核44由铜、铝、不锈钢、硬质合金或聚四氟等材料制成。本专利技术所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：外环基体41为由高密度有机玻璃材料制作的圆环体。本专利技术所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：所述丝棒管材的直径为本专利技术所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：内环内核44上方还分布有系列孔型或条形“气眼”，用于检材行走通道内气体的排出。本专利技术的优点在于：(1)专利技术的具有声眼结构的超声检测器，为丝棒管材的快速检测，尤其是丝棒材端部检测盲区的消除，提供了一种有效的方式，可实现真正意义上的检材100％扫查检测，可有效保障整个丝棒管材的测试质量。(2)一些丝棒管材生产单位因为检材端部的不可检测性，将检材的端部切除，造成了人力与物力的浪费，使用本专利技术所述超声检测器可避免丝棒管材生产单位切除检材端部而形成的经济损失。(3)本专利技术所述超声检测器为一体化设计，可方便快捷的与各种超声发射接收装置、机电系统集成，实现高速自动化检测。附图说明图1现有超声检测器基本原理图。图2无端部盲区超声检测器基本原理图。图3无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器总体结构主视图。图4无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器总体结构俯视图。图5环形阵列检测单元结构图。图6环形阵列探头布置图。具体实施方式实施例1如图1所示，现有超声检测器中，超声探头与检材之间是在“开放”的水环境下耦合和传播的，当检材到达水耦合腔体中的无约束区域时，检材端部位置会不可避免的机械摆动，无法获得稳定的超声检测信号，无法实施有效的检测。如图2所示为本专利技术所述直入式无盲区超声检测器的基本原理图，通过内核的设计使用，使得超声探头与检材之间是在“隔离”的环境下耦合和传播的，超声探头声束通过“声眼”进入检材，检材在内核的约束下稳定行进，即使在端部位置也会获得稳定的传输，获得稳定的超声检测信号。因此本专利技术实现了端部“无盲区”检测。如图3-5所示，一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，包括储水器1、封盖2、环形阵列单元安装架3、环形阵列检测单元4、水泵5、水循环输入输出6以及传感器7；其中，封盖2位于储水器1上面，封盖2上设有连接开口，用于引出外环阵列探头42、传感器7和水泵5的连接端口；环形阵列单元安装架3以焊接的方式固定在储水器1底板上，水泵5通过螺纹连接固定在储水器1底板上，环形阵列检测单元4通过螺丝连接至环形阵列单元安装架3上；水泵5通过导水管与水循环输入输出6的输入端相连，水循环输入输出6的输出端连接另一根导水管，以完成水循环系统的连接；参看图5，环形阵列检测单元4包括外环部分和内环部分，外环部分和内环部分通过进丝侧端盖46和出丝侧端盖47连接为一体；外环部分由外环基体41和按规律分布的外环阵列探头42构成，内环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：所述超声检测器包括储水器(1)、封盖(2)、环形阵列单元安装架(3)、环形阵列检测单元(4)、水泵(5)、水循环输入输出(6)以及传感器(7)；其中，封盖(2)位于储水器(1)上面；环形阵列单元安装架(3)与水泵(5)固定在储水器(1)内部，环形阵列检测单元(4)与环形阵列单元安装架(3)相连；水泵(5)与水循环输入输出(6)的输入端相连；传感器(7)安装在封盖(2)内检材进入一侧，用于定位检材的头部和尾部；所述环形阵列检测单元(4)包括外环部分和内环部分，外环部分和内环部分通过进丝侧端盖(46)和出丝侧端盖(47)连接为一体；外环部分由外环基体(41)和外环阵列探头(42)构成，内环部分由内环内核(44)和内环内核锁紧环(45)构成。

【技术特征摘要】
1.一种无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：所述超声检测器包括储水器(1)、封盖(2)、环形阵列单元安装架(3)、环形阵列检测单元(4)、水泵(5)、水循环输入输出(6)以及传感器(7)；其中，封盖(2)位于储水器(1)上面；环形阵列单元安装架(3)与水泵(5)固定在储水器(1)内部，环形阵列检测单元(4)与环形阵列单元安装架(3)相连；水泵(5)与水循环输入输出(6)的输入端相连；传感器(7)安装在封盖(2)内检材进入一侧，用于定位检材的头部和尾部；所述环形阵列检测单元(4)包括外环部分和内环部分，外环部分和内环部分通过进丝侧端盖(46)和出丝侧端盖(47)连接为一体；外环部分由外环基体(41)和外环阵列探头(42)构成，内环部分由内环内核(44)和内环内核锁紧环(45)构成。2.按照权利要求1所述无端部盲区小直径丝棒管材超声检测器，其特征在于：所述外环基体(41)为圆环体，圆环外圆柱面按多列环状阵列结构分布探头安装孔，圆环内孔配合进丝侧端盖(46)和出丝侧端盖(47)形成耦合水腔；外环阵列探头(42)依次放置在探头安装孔中；耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉德良，张绪胜，李莹，华浩然，姜志民，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21