超声波耦合装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超声波耦合装置，该耦合装置包括本体、压盖、超声波探头和进水管，本体的底部开口，内部为空腔结构，上端面还开有探头孔；压盖设于本体的上端面上；超声波探头穿过本体的探头孔，伸入本体内部；进水管穿过压盖和本体的上端面，与本体内部连接相通。该耦合装置的底部直接置于被测的硫印样品上，使本体内部形成一个耦合用的腔体，并通过进水管向本体内部注水，使超声波探头的声能与水进行较好的耦合，从而便于检测硫印样品及相应连铸坯的洁净度；通过均流盘对注水进行双层均流，避免产生紊流而影响检测效果；另外，还通过废水回收管在负压作用下将耦合水进行回收，避免现场操作环境的污染。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及连铸坯纯净度的检测设备，更具体地说，涉及一种超 声波耦合装置，该耦合装置能够直接在硫印样品上实现超声波的耦合聚焦， 便于对连铸坯纯净度的检测评价。
技术介绍
提高钢的纯净度是当今钢铁生产的技术趋势。钢的纯净度包括钢的化 学成分和内部夹渣(杂)情况两个方面，但通常是指夹渣(杂)的情况， 包括钢材内部夹渣(杂)的数量、种类、分布以及大小等信息。由于连铸 坯温度高，且表面粗糙，目前，用于在线检测连铸坯的纯净度情况的手段并不多。现阶段能够在线检测钢的纯净度的无损检测(NDT)手段一般都 运用于坯材经过热轧以后的生产线上，而热轧工艺更上游的连铸坯生产阶 段还未有采用。如果能够通过对连铸坯进行检测，就能够把握材料的纯净 度情况，从而预测后续的生产情况，为提高生产质量提供更多的信息。为此，我们进行过采用超声波方法对连铸坯内部的洁净度情况进行检 测评价的实验研究，但是由于连铸坯的外在状态(高温、表面粗糙)不利 于直接进行纯净度检测，所以， 一般都需要先将坯料经过特殊制备成样品 后再进行检测评价，该方法虽然检测的灵敏度可以达到很高，但这样做需 要较多的人工和时间，影响了工作效率。为了克服这些弊端，我们又通过 直接在硫印样品上采用聚焦超声波的方法进行连铸坯洁净度的检测评价， 大大的提高了洁净度检测的效率。在此需要说明的是，硫印是一种宏观的 肉眼就可以分析观察连铸坯偏析情况的手段，炼钢厂现场附近就配备有专 门的车间用于这项检测，而硫印样品是从连铸坯的头尾料上截取的，检测 出硫印样品的洁净度即为相应连铸坯的洁净度。但是硫印样品的体积较大， 重量约300kg左右，采用通常的水槽浸入方式来进行耦合聚焦超声波，显 然很不方便，检测调节和移动均十分困难，无法较好的实现耦合，从而导因此，需要一种超声波耦合装置用于克服特殊制备样品时间长、效率 低，以及使用硫印样品在水槽中无法较好的实现耦合，检测效果差的缺点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺点，本技术的目的是提供一种超声 波耦合装置，该耦合装置能够直接在硫印样品上进行超声波耦合聚焦，从 而有利于硫印样品和相应连铸坯旳洁净度情况的检测评价。为实现上述目的，本技术釆用如下技术方案该超声波耦合装置包括本体、压盖、超声波探头和进水管，本体的底 部开口，内部为空腔结构，本体的上端面还开有探头孔；压盖设于本体的 上端面上，并与本体的上端面压紧固定；超声波探头穿过本体的探头孔， 伸入本体内部；进水管分别穿过压盖和本体的上端面，与本体内部连接相 通。所述的本体的内部设有匀流盘，匀流盘上均勾开有数个匀流孔。 所述的匀流盘的数量为上下设置的两层。所述的压盖上设有螺栓，通过螺栓分别穿过压盖和本体的上端面，与 本体的上端面压紧固定；压盖上端还设有探头导向套，并与探头导向套连 接相通。所述的超声波探头的头部穿过两层匀流盘，尾部连接有电缆，并穿出 压盖伸入探头导向套内。所述的本体的探头孔内壁上还设有数个"0"型圈。 该耦合装置还包括出水板和废水回收管，出水板设于本体底部，中间 开有圆孔；废水回收管设于本体侧部，纵向穿过并贯通本体。 所述的本体、勻流盘和压盖的材料均为透明的有机玻璃。 在上述技术方案中，本技术的超声波耦合装置包括本体、压盖、 超声波探头和进水管，本体的底部开口，内部为空腔结构，上端面还开有 探头孔；压盖设于本体的上端面上；超声波探头穿过本体的探头孔，伸入 本体内部；进水管穿过压盖和本体的上端面，与本体内部连接相通。该耦合装置的底部直接置于被测的硫印样品上，使本体内部形成一个耦合用的 腔体，并通过进水管向本体内部注水，使超声波探头的声能与水进行较好 的耦合，从而便于检测硫印样品及相应连铸坯的洁净度；通过均流盘对注水进行双层均流，避免产生紊流而影响检测效果；另外，还通过废水回收 管在负压作用下将耦合水进行回收，避免了现场操作环境的污染。附图说明图l是本技术的超声波耦合装置的结构剖视示意图；图2是图l所示的耦合装置俯视示意图；图3是图l所示的耦合装置的匀流盘的俯视示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步说明本技术的技术方案。 请结合图1、图2所示，本技术的超声波耦合装置10包括本体 11、压盖12、超声波探头13和进水管14，本体11可以为圆柱体结构， 也可以为矩形体结构，圆柱体结构为较佳，图1、图2中所示的耦合装置 lO的本体ll即为圆柱体结构，本体ll的底部开口，内部为空腔结构，本 体ll的上端面的中心开有探头孔。请结合图3所示，本体ll的内部设有 匀流盘15，勾流盘15上均匀开有数个勻流孔151,匀流盘15的数量为上、 下设置的两个较佳，作用是进行双层匀流，确保超声波探头13和硫印样品 之间的耦合水层不发生影响检测结果的紊流，使得在超声波探头13的声场 区域内形成稳定的耦合水层，从而达到在硫印样品内部有效地聚集超声能 量的目的。由于硫印样品的厚度为约为80mm，因此选用长焦距的聚焦超 声换能器作为超声波探头13，超声波探头13的头部穿过探头孔，伸入本 体ll内部，并穿过双层匀流盘15;压盖12的水平面为圆形结构，设于本 体ll的上端面上，压盖12上设有螺栓16,图2中所示的压盖12上均匀 设有三个内六角圆柱头螺栓16，该螺栓16分别穿过压盖12和本体11的 上端面，使压盖12与本体11的上端面压紧固定，并将超声波探头13固 定在本体ll内部。压盖12上端中心还设有探头导向套17，并与探头导向套17连接相通，超声波探头13的尾部连接有连接外部电源的电缆131, 并穿出压盖12伸入探头导向套17内。探头导向套17的作用是使超声波 探头13与外围的扫查结构进行刚性连接。本体11的探头孔内壁上还设有 数个"0"型圈18,用于探头孔和超声波探头13之间的密封，防止进入本 体11内部的耦合水从探头孔的溢出。该耦合装置IO还包括出水板19和 废水回收管20,出水板19设于本体11底部，中间开有圆孔；废水回收管 20设于本体11侧部，纵向穿过并贯通本体ll。另外，本体11、匀流盘 15和压盖12的材料均为透明的有机玻璃，在检测过程中，便于观察到超 声波探头13处可能会对超声波检査结果产生影响的异常情况。使用时，将本技术的耦合装置IO直接置于被测的硫印样品l上， 使得本体ll内部构成一个用于耦合的腔体，并将进水管14的一端与去气 泡装置、溢流阀和水泵依次连接相通，这样可以通过水泵提供耦合用水给 溢流阀，并通过溢流阀来控制耦合用水流量和压力的大小，从而保证耦合 用水的压力稳定，再通过去气泡装置排除耦合用水中的气泡，从而消除耦 合用水对检测结果的影响。去气泡的具体方法是在通水管路上设置节流孔， 并在节流孔后配置一个具有较大的气泡排出管的容器，这样便能够起到消 除气泡的作用。以上处理后的耦合用水通过进水管14注入本体11内部， 并通过双层勾流，在超声波探头13的声场区域形成稳定的耦合水层，并与 超声波探头13发出的超声能量在本体11内部进行较好的耦合，从而实现 在硫印样品1内部有效地聚集超声能量，便于对连铸坯的纯净度进行检测 评价。为了保证耦合用水不污染操作现场，通过废水回收管20将流出排水 板的耦合废水吸出，并排放到废水箱内，即安全又环保。本
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【技术保护点】
一种超声波耦合装置，其特征在于：　　　　该耦合装置包括本体、压盖、超声波探头和进水管，　　　　本体的底部开口，内部为空腔结构，本体的上端面还开有探头孔；　　　　压盖设于本体的上端面上，并与本体的上端面压紧固定；　　　　超声波探头穿过本体的探头孔，伸入本体内部；　　　　进水管分别穿过压盖和本体的上端面，与本体内部连接相通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国星，李小兵，范群，姚利松，孙大乐，张恒，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]