一种用于超声换能器校准装置的夹具制造方法及图纸

本发明专利技术属于无损检测技术领域，公开了一种用于超声换能器校准装置的夹具，包括快换机构、夹持机构和配重机构，所述快换机构通过线性导轨连接夹持机构，所述配重机构通过长螺钉和套接在长螺钉上弹簧安装在夹持机构上方；所述快换机构用于快速连接和分离夹持机构；所述夹持机构用于对超声换能器进行固定和支撑配重机构并协同配重机构加载压力；所述配重机构用于向夹持机构夹持的超声换能器加载压力，并且能够调整压力大小使超声换能器与接触面满足良好耦合，完成校准。本发明专利技术能使待校准换能器与标准试块良好耦合，顺利完成超声换能器的校准，也能用于超声换能器检测平面构件的情况。

A kind of fixture for ultrasonic transducer calibration device

The invention belongs to the technical field of non-destructive testing, and discloses a clamp for ultrasonic transducer calibration device, which includes a quick change mechanism, a clamping mechanism and a counterweight mechanism. The quick change mechanism is connected with the clamping mechanism through a linear guide rail, and the counterweight mechanism is installed on the clamping mechanism by a long screw and a spring sleeved on the long screw; the quick change mechanism is used for quick connection and separation The clamping mechanism is used to fix the ultrasonic transducer, support the weight mechanism and load the pressure together with the weight mechanism; the weight mechanism is used to load the pressure to the ultrasonic transducer clamped by the clamping mechanism, and the pressure can be adjusted to make the ultrasonic transducer and the contact surface meet good coupling and complete the calibration. The invention can make the transducer to be calibrated well coupled with the standard test block, smoothly complete the calibration of the ultrasonic transducer, and can also be used for the detection of the plane component of the ultrasonic transducer.

【技术实现步骤摘要】
一种用于超声换能器校准装置的夹具
本专利技术属于无损检测
，具体涉及一种用于超声换能器校准装置的夹具。
技术介绍
超声检测技术凭借灵敏度高、准确性好、安全无害等优点，已成为产品质量控制的有效手段，广泛应用于现代工业生产中。统计资料显示，经过超声检测的产品其性能得到了有效提升，例如对于机械产品而言提高了约5％，而对于国防、宇航、原子能产品则提高了12～18％，火箭系统甚至达到20％左右，世界各国的科学家普遍认为，超声检测技术是机械工业的四大支柱之一，其在现代工业的发展中发挥了不可估量的作用。超声换能器作为超声检测设备的核心部件，处于整个检测系统的最前端，当检测设备和检测工艺确定以后，超声换能器的性能就成为影响检测结果的最主要因素。超声波换能器，又称超声探头，功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率。在超声换能器服役期间，工作磨损、保存不善等各种原因都会导致其性能失效或减弱。如果使用者在不知情的情况下应用与实际参数不符的换能器，那么其检测数据的精确性、可靠性和可信度将直接影响检测结论，很容易造成缺陷的漏检或者误检，如果继续使用这些带有内部缺陷的材料或者零件，必然会降低产品寿命，甚至会导致更严重的后果，如设备报废、飞机失事等等。所以为了确保超声波探伤检测结果的可信度，避免因超声换能器时频域特性失准引起超声波探伤灵敏度指标的下降，需要在超声波探伤换能器服役期间对其进行严格的计量校准。截至目前，行业中超声换能器校准普遍采用传统的人工测量办法，这种检测方法需要用到多种专业测量仪器，要求操作人员要熟悉每种仪器的具体操作并人工处理计算过程，导致操作繁琐、效率低下，而且容易受到操作人员的影响，极易造成数据计算失误或处置不当，影响了校准对换能器的检测评估。因此，传统的手动方法已不能满足日益增加的工作任务。针对超声换能器的扫查机构的研究已经有所进展，运动机构主要是串联机械臂或带有旋转轴的数控机床。接触式超声换能器用途广泛，是生产检测中大量使用。接触式超声换能器的校准需要采集回波信号，信号的质量与耦合效果有关。因此，接触式超声探伤换能器的自动校准机构需要一种合适的夹具来保证超声换能器与标准试块的耦合性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于超声换能器校准装置的夹具，用以解决现有技术中的超声换能器自动校准时与接触面耦合不良的问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种用于超声换能器校准装置的夹具，包括快换机构、夹持机构和配重机构，所述快换机构通过线性导轨连接夹持机构，所述配重机构通过伸缩部安装在夹持机构上方；所述快换机构包括与超声换能器校准装置的连接端用于固定快换机构在超声换能器校准装置上，还包括与夹持机构的连接端用于快速更换夹持机构；所述夹持机构用于对超声换能器进行固定和支撑配重机构并协同配重机构加载压力；所述配重机构用于向夹持机构夹持的超声换能器加载压力，并且能够调整压力大小使超声换能器与接触面满足良好耦合，完成校准。进一步的，所述伸缩部包括4组套有弹簧的连接螺钉，且4组分别设置在配重机构和夹持机构之间的四个角上。进一步的，所述夹持机构包括夹子、阶梯轴、固定螺钉和夹持平台，所述夹子通过阶梯轴固定在夹持平台下方，所述固定螺钉设置在夹子中部，所述夹持平台上表面的四个角分别连接4组套有弹簧的连接螺钉。进一步的，所述配重机构包括配重块和配重块托架，所述配重块托架上表面设置有定位圆柱台，所述配重块上与定位圆柱台对应位置处设置有通孔，所述配重块安装在配重块托架上，所述配重块托架的四个角设置有通孔，且通孔的直径大于连接螺钉的螺杆且小于连接螺钉的螺钉头。更进一步的，所述配重块托架上的一侧连接螺钉之间设置有调整螺钉，且该侧的连接螺钉与下方对应的弹簧之间设置有调整片。更进一步的，所述配重块的四个角和一边的中部设置有螺钉避让槽。更进一步的，所述配重块托架下表面设置有凸台，且凸台表面为圆弧形。进一步的，所述良好耦合条件是超声换能器所受压力等于夹持机构和配重块的重量之和。进一步的，所述快换机构为快换卡盘。进一步的，与超声换能器待耦合的接触面上设置耦合剂，所述耦合剂选择合成锭子油。本专利技术与现有技术相比具有以下技术特点:1、能使待校准换能器与标准试块良好耦合，顺利完成超声换能器的校准。该装置也能用于超声换能器检测平面构件的情况。2、夹子能张开不同的角度，适应直径略有不同的超声换能器。通过更换大小不同的夹子，可使适应更多大小的超声换能器夹持。3、夹持机构的夹持装置和配重块支架采用长螺钉配套弹簧的结构连接，不仅起到调整超声换能器姿态使其适应平面耦合的功能，而且能逐渐增加载荷有利于排出耦合剂中的气泡。结构可靠、使用简单。附图说明图1为超声换能器夹具示意图；图2为夹持机构和配重块；图3为夹持机构；图4为超声换能器夹子；图5(a)为配重块底视图；图5((b)为配重块前视图；图6为累加的配重块结构示意图。附图中各标号的含义：1-快换卡盘、2-夹持机构、3-线性导轨、4-连接螺钉、5-弹簧、6-夹子、7-配重块、8-超声换能器；21-配重块托架、22-换能器夹持平台、23-调整螺钉、24-调整片；61-阶梯轴、62-固定螺钉。具体实施方式以下给出本专利技术的具体实施方式，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。实施例1如图1所示，在本实施例中公开了一种用于超声换能器校准装置的夹具，其特征在于，包括快换机构、夹持机构和配重机构，所述快换机构通过线性导轨3连接夹持机构，所述配重机构通过伸缩部安装在夹持机构上方；所述快换机构包括与超声换能器校准装置的连接端用于固定快换机构在超声换能器校准装置上，还包括与夹持机构的连接端用于快速更换夹持机构；快换机构是一种可手动快速拆装的拉钉夹头，能够方便超声换能器安装和拆卸，一般安装在自动校准装置运动机构末端，例如三维平移台z轴的下部或串联机械臂的末端；所述夹持机构用于对超声换能器8进行固定和支撑配重机构并协同配重机构加载压力；所述配重机构用于向夹持机构夹持的超声换能器8加载压力，并且能够调整压力大小使超声换能器8与接触面满足良好耦合，完成校准。本专利技术能使待校准换能器与标准试块接触面良好耦合，顺利完成超声换能器的校准，也能用于超声换能器检测平面构件的情况。夹持机构2与配重机构采用长螺钉配套弹簧的结构连接，不仅起到调整超声换能器姿态使其适应平面耦合的功能，而且能逐渐增加载荷有利于排出耦合剂中的气泡。结构可靠、使用简单。具体的，如图2所示，所述伸缩部包括4组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超声换能器校准装置的夹具，其特征在于，包括快换机构、夹持机构和配重机构，所述快换机构通过线性导轨(3)连接夹持机构，所述配重机构通过伸缩部安装在夹持机构上方；/n所述快换机构包括与超声换能器校准装置的连接端用于固定快换机构在超声换能器校准装置上，还包括与夹持机构的连接端用于快速更换夹持机构；/n所述夹持机构用于对超声换能器(8)进行固定和支撑配重机构并协同配重机构加载压力；/n所述配重机构用于向夹持机构夹持的超声换能器(8)加载压力，并且能够调整压力大小使超声换能器(8)与接触面满足良好耦合，完成校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于超声换能器校准装置的夹具，其特征在于，包括快换机构、夹持机构和配重机构，所述快换机构通过线性导轨(3)连接夹持机构，所述配重机构通过伸缩部安装在夹持机构上方；
所述快换机构包括与超声换能器校准装置的连接端用于固定快换机构在超声换能器校准装置上，还包括与夹持机构的连接端用于快速更换夹持机构；
所述夹持机构用于对超声换能器(8)进行固定和支撑配重机构并协同配重机构加载压力；
所述配重机构用于向夹持机构夹持的超声换能器(8)加载压力，并且能够调整压力大小使超声换能器(8)与接触面满足良好耦合，完成校准。


2.如权利要求1所述的用于超声换能器校准装置的夹具，其特征在于，所述伸缩部包括4组套有弹簧(5)的连接螺钉(4)，且4组分别设置在配重机构和夹持机构之间的四个角上。


3.如权利要求2所述的用于超声换能器校准装置的夹具，其特征在于，所述夹持机构(2)包括夹子(6)、阶梯轴(61)、固定螺钉(62)和夹持平台(22)，所述夹子(6)通过阶梯轴(61)固定在夹持平台(22)下方，所述固定螺钉(62)设置在夹子(6)中部，所述夹持平台(22)上表面的四个角分别连接4组套有弹簧(5)的连接螺钉(4)。


4.如权利要求3所述的用于超声换能器校准装置的夹具，其特征在于，所述配重机构包括配重块(7)和配重块托架(21)，所述配...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐虹，任悦，李靖，刘慧英，段晓军，赖滨绍，苏永旺，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61