一种基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统，包括超声探头、处理器和计算机，塔筒的检修平台上放置有工作台，全方位调节单元包括滑道支座、滚轮、转动杆和安装支座，滑道支座与工作台连接，滑道支座上设置有弧形滑道，滚轮安装于弧形滑道上，转动杆的一端转动连接于工作平台上，且转动连接处位于弧形滑道的圆心处，转动杆的中部与滚轮固定连接；转动杆与安装支座连接，安装支座呈筒状结构，超声探头通过紧固支架固定于安装支座内。该检测系统可实现大尺寸超声探头的快速移动，且可实现对风电机组塔筒螺栓裂纹的快速检测，对工作人员体力要求低。对工作人员体力要求低。对工作人员体力要求低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统


[0001]本专利技术涉及风电机组螺栓检测
，尤其涉及一种基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统。

技术介绍

[0002]风电机组的各节塔筒法兰通过螺栓进行紧固连接，在风力发电机工作的过程中，受风力产生的扭矩、推力以及塔筒自身重量等载荷作用，塔筒法兰连接螺栓将会承受来自各个方向的拉、压载荷作用，当经过一段时间之后，螺栓会有不同程度的疲劳损伤，这些疲劳损伤在累积到一定程度以后会导致螺栓表面产生裂纹，严重影响其连接强度。若大量螺栓出现裂纹，且未及时发现，可能会产生严重的安全隐患，存在导致风电机组倒塌、人员伤亡的风险。
[0003]针对风电机组塔筒螺栓状态的检测，目前一般是通过检测螺栓拧紧力矩或螺栓拉力是否减小的方法，但该检测方法无法有效发现螺栓表面裂纹。目前也有公司开始采用超声相控阵全聚焦成像设备检测风电机组螺栓的表面裂纹，但因风电机组塔筒螺栓直径大，数量多，若超声相控阵全聚焦成像设备探头尺寸较小，则需要多次移动、检测才能完成对一个螺栓的检测，检测速度慢，耗费时间长。若超声相控阵全聚焦成像设备探头尺寸较大，则存在超声相控阵全聚焦成像设备探头重量大，移动不方便的问题。此外，工作人员还需携带检测系统相应的处理器、笔记本电脑，检测过程速度慢，耗费时间长，对工作人员体力要求高。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供了一种基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统，该检测系统可实现大尺寸超声探头的快速移动，且不需人工携带处理器、计算机，可实现对风电机组塔筒螺栓裂纹的快速检测，对工作人员体力要求低。
[0005]实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：
[0006]一种基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统，包括内部设置有阵元的超声探头、处理器和计算机，所述处理器分别与超声探头和计算机连接，从而对螺栓裂纹进行检测，所述塔筒的检修平台上放置有工作台，超声探头通过全方位调节单元安装于工作台上；
[0007]所述全方位调节单元包括滑道支座、滚轮、转动杆和安装支座，其中滑道支座与工作台固定连接，滑道支座上设置有弧形滑道，所述滚轮安装于弧形滑道上并沿弧形滑道滑动，转动杆的一端转动连接于工作平台上，且转动连接处位于弧形滑道的圆心处，转动杆的中部与滚轮固定连接，使转动杆整体水平随滚轮绕转动连接处做圆弧运动；所述转动杆远离转动连接处的一端与安装支座连接，安装支座呈筒状结构，超声探头的形状与安装支座的形状相匹配，超声探头通过紧固支架固定于安装支座内，转动杆转动，使超声探头贴靠于被测螺栓的上端面。
[0008]所述转动杆与安装支座通过固定支座连接，其中固定支座和安装支座均呈圆筒形
结构，转动杆与固定支座的外圆弧面固定连接，使固定支座朝向竖直方向；
[0009]固定支座的底部连接有圆环挡片，圆环挡片上且位于固定支座的内部安装有支承弹簧，所述支承弹簧的外径与固定支座的内径相匹配；
[0010]所述固定支座的内圆弧面与安装支座的外圆弧面上沿竖直方向对应设置有相匹配的凹槽和滑轨，安装支座安装于固定支座内并位于支承弹簧的上方，超声探头的外径小于支承弹簧的内径，按压安装支座时，安装支座在固定支座内滑动，超声探头随安装支座滑动，并穿过支承弹簧从固定支座的底部伸出贴靠于被测螺栓的上端面。
[0011]所述转动杆为伸缩结构，使超声探头沿转动杆长度方向伸缩。
[0012]所述滑道支座与工作台之间分布设置有一个以上的第一支承块，滑道支座、第一支承块及工作台固定连接，使弧形滑道悬空于工作台上。
[0013]所述转动杆与工作平台通过第二支承块转动连接，第二支承块与工作平台固定连接，第二支承块上连接有转轴，转动杆通过其端部设置的圆孔套装于转轴上，转轴的顶部连接有限位螺栓，使转动杆绕转轴水平转动。
[0014]所述滚轮的整体截面呈工字型，包括滑动块以及连接于滑动块两端的限位块，滑动块和限位块均呈圆柱形结构；
[0015]所述弧形滑道为连通滑道支座上下表面的弧形孔结构，滑动块的直径与弧形滑道的宽度相匹配，滑动块的高度与弧形滑道的深度相匹配，限位块的直径大于弧形滑道的宽度，使滑动块在弧形滑道内滑动。
[0016]所述滑道支座上位于弧形滑道的一端或两端设置有圆孔，所述圆孔与弧形滑道连通，圆孔的直径大于限位块的直径或与限位块的直径相匹配。
[0017]所述超声探头的顶部固定连接有紧固支架，紧固支架与安装支座卡接，使超声探头固定于安装支座内。
[0018]所述滚轮设置有两个，转动杆与滚轮连接处的两侧均连接有耳板，两个滚轮均通过螺栓连接于转动杆两侧的耳板上。
[0019]所述工作台包括伸缩支架、上平台和下平台，其中全方位调节单元安装于下平台上，处理器和计算机放置于上平台上，上平台的四周连接有防护挡边，伸缩支架上下伸缩调整上平台和下平台的高度，伸缩支架的底部连接有万向轮。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案有以下优点：
[0021]1、本专利技术中通过调整工作台的高度，可快速将超声探头调整至合适高度，而且一圈塔筒法兰螺栓的规格、高度基本一致，完成对一层塔筒法兰所有螺栓的检测仅需对工作台的高度进行一次调整。
[0022]2、本专利技术中的转动杆通过转轴和弧形滑道可在一个平面内平稳、顺滑的转动，且弧形滑道为转动杆和超声探头提供了稳定的支撑；通过转动杆的转动和伸缩，可以实现超声探头位置的前后左右四个方向的调整，同时，通过手动按压固定支座，为超声探头提供上下两个方向的调整，从而最终实现超声探头位置的六个方向上的自由度，在工作台位置不变的情况下，可为超声探头提供较大的活动范围。
[0023]3、本专利技术中用于检测塔筒螺栓裂纹的各部件均安装于工作台上，方便各部件的管理，省去了人工手持处理器、计算机的工作，节省了人力，降低了劳动强度，减小了设备磕碰、摔坏的风险。
[0024]4、本专利技术中滑道支座上设置的圆孔方便了滚轮的安装和拆卸。
[0025]5、本专利技术中在检测完一个螺栓后，不再下压超声探头，超声探头将在支承弹簧的作用下缩回固定支座内，可有效保护超声探头不被磕碰。
附图说明
[0026]图1为本专利技术中提供的基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术中上支架的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术中下支架的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术中超声探头和全方位调节单元的安装示意图；
[0030]图5为本专利技术中第一支承块的结构示意图；
[0031]图6为本专利技术中滑道支座的结构示意图；
[0032]图7为本专利技术中滚轮的结构示意图；
[0033]图8为本专利技术中第二支承块的结构示意图；
[0034]图9为本专利技术中转动杆的结构示意图；
[0035]图10为本专利技术中固定支座上面视角的结构示意图；
[0036]图11为本专利技术中固定支座底部视角的结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统，包括内部设置有阵元的超声探头、处理器和计算机，所述处理器分别与超声探头和计算机连接，从而对螺栓裂纹进行检测，其特征在于：所述塔筒的检修平台上放置有工作台，超声探头通过全方位调节单元安装于工作台上；所述全方位调节单元包括滑道支座、滚轮、转动杆和安装支座，其中滑道支座与工作台固定连接，滑道支座上设置有弧形滑道，所述滚轮安装于弧形滑道上并沿弧形滑道滑动，转动杆的一端转动连接于工作平台上，且转动连接处位于弧形滑道的圆心处，转动杆的中部与滚轮固定连接，使转动杆整体水平随滚轮绕转动连接处做圆弧运动；所述转动杆远离转动连接处的一端与安装支座连接，安装支座呈筒状结构，超声探头的形状与安装支座的形状相匹配，超声探头通过紧固支架固定于安装支座内，转动杆转动，使超声探头贴靠于被测螺栓的上端面。2.根据权利要求1所述的基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统，其特征在于：所述转动杆与安装支座通过固定支座连接，其中固定支座和安装支座均呈圆筒形结构，转动杆与固定支座的外圆弧面固定连接，使固定支座朝向竖直方向；固定支座的底部连接有圆环挡片，圆环挡片上且位于固定支座的内部安装有支承弹簧，所述支承弹簧的外径与固定支座的内径相匹配；所述固定支座的内圆弧面与安装支座的外圆弧面上沿竖直方向对应设置有相匹配的凹槽和滑轨，安装支座安装于固定支座内并位于支承弹簧的上方，超声探头的外径小于支承弹簧的内径，按压安装支座时，安装支座在固定支座内滑动，超声探头随安装支座滑动，并穿过支承弹簧从固定支座的底部伸出贴靠于被测螺栓的上端面。3.根据权利要求1所述的基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统，其特征在于：所述转动杆为伸缩结构，使超声探头沿转动杆长度方向伸缩。4.根据权利要求1所述的基于超声相控阵的塔筒螺栓裂纹检测系统，其特征在于：所述滑道支座与工...

【专利技术属性】
技术研发人员：揭军，李旺，张世浩，刘明宇，李洪任，王东利，
申请(专利权)人：国家能源集团龙源江永风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：