一种超声检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声检测装置，该超声检测装置上设置有波导管，可代替机械手检测系统到达不容易到达的复杂曲面复合材料工件表面检测质量，且可以向该装置内泵入耦合液体，耦合液体进入波导管内，并喷射到工件表面，超声波可以在波导管内传播，从而到达工件表面，穿透工件检测工件质量；另外还利用该超声检测装置提出了一种检测复杂曲面检测工件质量的方法，在工件的两侧分别设置一个超声检测装置，在一侧或两侧的超声检测装置上连接波导管，以便超声波能传输到工件表面或从工件表面接收到超声波，从而可以对复杂曲面复合材料工件质量进行检测。

An ultrasonic testing device and method

The invention discloses an ultrasonic detection device, which is equipped with a waveguide, which can replace the manipulator detection system to reach the surface detection quality of complex curved composite material workpieces that are not easy to reach, and can pump coupling liquid into the device, coupling liquid into the wave guide tube, and spray to the workpiece surface, so that the ultrasonic wave can be transmitted in the waveguide In addition, a method for detecting the quality of a complex curved surface is proposed by using the ultrasonic detection device. An ultrasonic detection device is set on both sides of the workpiece, and a waveguide is connected on one or both sides of the ultrasonic detection device, so that the ultrasonic can be transmitted to or received from the workpiece surface, and It can be used to test the quality of complex curved surface composite materials.

【技术实现步骤摘要】
一种超声检测装置及方法
本专利技术属于无损超声检测
，特别是指一种超声检测装置及方法。
技术介绍
随着材料科学与制造技术的日趋成熟，越来越多的复杂形廓的构件，尤其是具有强度高、刚度大、耐高温高压、抗疲劳和耐腐蚀性等优点的复合材料构件，被应用于航空航天、军工、汽车等领域，复合材料的工装用量和应用水平已成为现代航空装备先进性的重要标志之一。由于复合材料结构制造工艺复杂，在制造加工和使用过程中，不可避免的存在裂纹、孔洞、分层等缺陷，这将对工件质量产生直接影响。在航空航天领域，为了保证复合材料结构的质量以及应用安全，在复合材料结构的应用-服役过程中，需要对复合材料结构进行全面且可靠的无损检测。在复合材料工件检测方面，由于超声波在复合材料中衰减大，一般采用超声透射检测法。针对简单形廓工件，如平面、回转体，开放曲面构件等的超声自动检测比较容易实现，对于复杂曲面形廓工件(如含有沟、角等的特殊构件)的自动检测实现起来比较困难，因为没有足够的空间机械手无法进入此类构件的表面对工件进行检测。专利名称为超声波导管，专利号CN107708581A的专利公开了一种用于将超声能量和治疗化合物送至治疗位点的超声导管，看来超声导管可以传播超声波，将超声波送至机械手难以到达的工件表面，对工件质量进行检测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种超声检测装置，并利用该超声检测装置提出一种检测复杂曲面复合材料工件质量的方法，使复杂曲面复合材料工件质量得以检测。一种超声检测装置，包括超声换能器3，其上设置有台阶31，包括沿着连接方向中空设置的液体储存仓12，其侧面设置有与其中空主体相通的液体入口123，所述超声换能器3的头部穿过所述液体储存仓12的一端，且所述台阶31压在所述液体储存仓12的该端上；超声换能器压盖16，一端设置有压盖圆形槽161，所述超声换能器3的尾部穿过所述超声换能器压盖16，所述台阶31设置在所述压盖圆形槽161内；超声换能器支架13，套设在所述超声换能器3的尾部，与所述超声换能器压盖16和所述液体储存仓12固连；喷头11，一端设有喷嘴111，另一端与所述液体储存仓12的另一端固连并连通；波导管15，与所述喷嘴111固连。由上，通过液体入口向液体储存仓12泵入耦合液体，超声换能器压盖16将液体储存仓12上的通孔压住，使超声换能器支架13和液体储存仓12互不相通，液体储存仓12、喷头11和波导管15依次连通，耦合液体通过波导管的另一端口喷射到达被检工件表面，从而可以检测常规多自由度检测系统，如机械手超声检测系统难以检测的复杂曲面复合材料工件的质量。较佳的，还包括于所述液体储存仓12内套设在所述超声换能器3的头部的液体扰流套14，其上设置一圈连通所述液体储存仓12和所述喷头11的液体通孔141。由上，将液体储存仓12内套设在所述超声换能器3的头部，其上并设有液体通孔141，液体储存仓12内的耦合液体通过液体通孔141进入喷头11内，从而使耦合液体的流态为层流状态，减少超声波在波导管内的衰减。较佳的，所述液体储存仓12上设置第一圆形槽121，在所述第一圆形槽121的端面设置与所述第一圆形槽121同心且直径大于且深度小于所述第一圆形槽121的第二圆形槽122，在所述第一圆形槽121的底部设置有一通孔123；所述超声换能器3无间隙的穿过所述通孔123；靠近所述喷头11设置的所述液体扰流套14的端部外侧设置有一圈侧翼，所述侧翼上设置一圈所述液体通孔141，且所述侧翼置于所述第二圆形槽122里。由上，液体扰流套14的侧翼设置在第二圆形槽122里，其竖直方向的位移由第二圆形槽122限制，其横向位移由第二圆形槽122和喷头11限制，使超声换能器3的位置相对固定，且其上设置有液体通孔141。较佳的，所述波导管15的弯曲度不大于90度。由上，所述波导管15的弯曲度不大于90度，减少超声波在波导管内部的反射次数，进而减少超声波的衰减。一种利用以上所述的超声检测装置的超声检测方法，其包括：步骤1，将两个未安装有波导管15的超声检测装置分设在被检工件的两侧；步骤2，将所述波导管15与置于所述被检工件一侧或两侧的喷嘴111固连，所述波导管15被安装在所述被检工件一侧时，保证所述波导管15的朝向所述被检工件表面设置的端口和未安装有所述波导管15的喷嘴111均与所述被检工件表面垂直，且两者中心线重合；所述波导管15被安装在所述被检工件两侧时，保证两个朝向所述被检工件表面设置的所述波导管15端口均与所述被检工件表面垂直且两者中心线重合；步骤3，向所述被检工件两侧的两个液体入口124里泵入耦合液体，使耦合液体从所述被检工件两侧的两个所述波导管15的朝向所述被检工件表面设置的端口，或从所述被检工件一侧的所述波导管15的朝向所述被检工件表面设置的端口和所述被检工件另一侧的喷嘴111喷射到所述被检工件表面；步骤4，同时启动所述被检工件两侧的两个所述超声检测装置上的超声换能器，通过脉冲收发仪显示发射和接收的超声波信号，查看被检工件质量。由上，利用两个所述的超声检测装置分设在被检工件的两侧，波导管安装在一侧或两侧的超声检测装置上，耦合液体通过液体入口进入液体储存仓的第一圆形槽内，然后通过与喷头固连的波导管朝向被检工件表面设置的端口喷射到工件表面，超声波在耦合液体里传播到被检工件表面，从而可以发射和接收超声波，根据接收到的超声波信号情况判断被检工件质量，该方法操作简单，检测结果可靠，波导管轻便也可重复使用，较好的解决了无法检测复杂曲面复合材料工件质量的难题。附图说明图1为一种超声检测装置的内部结构示意图；图2为一种超声检测装置的外部结构示意图；图3为波导管的结构示意图之一；图4为波导管的结构示意图之二；图5为波导管的结构示意图之三；图6为波导管的结构示意图之四；图7为波导管的结构示意图之五；图8为一种超声检测方法的原理示意图之一；图9为一种超声检测方法的原理示意图之二；图10为一种超声检测方法的原理示意图之三；图11为用图1所述的超声检测装置检测工件的结构示意图。具体实施方式图1和图2为一种超声检测装置，其包括依次通过螺栓螺母连接且沿着连接的方向均中空设置的波导管15、喷头11、液体储存仓12、超声换能器压盖16、超声换能器支架13；超声换能器3上的台阶31一端压在液体储存仓12的端面上，另一端压在超声换能器压盖16上的圆形槽内，这样超声换能器3在超声检测装置里的前后位置被限制，使超声换能器3在超声检测装置里不能前后移动，另外超声换能器压盖16将超声换能器的台阶31紧紧压在液体储存仓12的端面上，台阶31堵住了液体储存仓12的通孔123，使液体储存仓12与超声换能器支撑架不相通；液体储存仓12、喷头11和波导管15依次连通；液体扰流套14设置在液体储存仓12内并套在超声换能器3头部外侧；液体扰流套14上设置有液体储存仓12和喷头11连通的液体通孔，液体储存仓12的侧面上设置与其中空部分连通的液体入口，喷头11的端部设置有喷嘴，波导管15与喷嘴螺纹连接，这样耦合液体通过液体入口进入液体储存仓12内，然后通过液体通孔进入喷头内，通过喷头上的喷嘴进入波导管15内，从波导管15的另一端喷射到被检工件表面。具体的：喷头11，为中空结构，其上设置有底座，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声检测装置，包括超声换能器(3)，其上设置有台阶(31)，其特征在于，包括沿着连接方向中空设置的液体储存仓(12)，其侧面设置有与其中空主体相通的液体入口(123)，所述超声换能器(3)的头部穿过所述液体储存仓(12)的一端，且所述台阶(31)压在所述液体储存仓(12)的该端上；超声换能器压盖(16)，一端设置有压盖圆形槽(161)，所述超声换能器(3)的尾部穿过所述超声换能器压盖(16)，所述台阶(31)设置在所述压盖圆形槽(161)内；超声换能器支架(13)，套设在所述超声换能器(3)的尾部，且所述超声换能器支架(13)与所述超声换能器压盖(16)和所述液体储存仓(12)固连；喷头(11)，一端设有喷嘴(111)，另一端与所述液体储存仓(12)的另一端固连并连通；波导管(15)，与所述喷嘴(111)固连。

【技术特征摘要】
1.一种超声检测装置，包括超声换能器(3)，其上设置有台阶(31)，其特征在于，包括沿着连接方向中空设置的液体储存仓(12)，其侧面设置有与其中空主体相通的液体入口(123)，所述超声换能器(3)的头部穿过所述液体储存仓(12)的一端，且所述台阶(31)压在所述液体储存仓(12)的该端上；超声换能器压盖(16)，一端设置有压盖圆形槽(161)，所述超声换能器(3)的尾部穿过所述超声换能器压盖(16)，所述台阶(31)设置在所述压盖圆形槽(161)内；超声换能器支架(13)，套设在所述超声换能器(3)的尾部，且所述超声换能器支架(13)与所述超声换能器压盖(16)和所述液体储存仓(12)固连；喷头(11)，一端设有喷嘴(111)，另一端与所述液体储存仓(12)的另一端固连并连通；波导管(15)，与所述喷嘴(111)固连。2.根据权利要求1所述的超声检测装置，其特征在于，还包括于所述液体储存仓(12)内套设在所述超声换能器(3)的头部的液体扰流套(14)，其上设置一圈连通所述液体储存仓(12)和所述喷头(11)的液体通孔(141)。3.根据权利要求2所述的超声检测装置，其特征在于，所述液体储存仓(12)上设置第一圆形槽(121)，在所述第一圆形槽(121)的端面设置与所述第一圆形槽(121)同心直径大于且深度小于所述第一圆形槽(121)的第二圆形槽(122)，在所述第一圆形槽(121)的底部设置有一通孔(123)；所述超声换能器(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春广，郭灿志，郝娟，杨万新，徐先纯，郑心豪，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11