本申请公开了一种多方位电磁超声应力检测装置，该装置包括保持架，其与多个压紧机构连接；所述压紧机构，其装配于连接梁上；所述连接梁，其两端装配有电磁超声换能器，所述电磁超声换能器外侧壁下部设置有导向轮机构。本申请设计的多方位电磁超声应力检测装置结构简单、设计合理、操作方便，可同时检测构件的多个不同位置，能实现电磁超声换能器不接触待检测构件表面、提离距离可调、自动化检测过程中电磁超声换能器与待测构件表面始终等间距耦合。磁超声换能器与待测构件表面始终等间距耦合。磁超声换能器与待测构件表面始终等间距耦合。
【技术实现步骤摘要】
一种多方位电磁超声应力检测装置及方法
[0001]本专利技术涉及应力超声无损检测
，具体涉及一种多方位电磁超声应力检测装置及方法。
技术介绍
[0002]在金属构件生产加工过程中，由于不均匀温度场、材料塑性变形加工和不均匀热处理等的影响而导致内部产生不均匀分布的残余应力；在金属构件使用过程中，随着结构形式、环境温度和外界载荷变化等的影响而导致残余应力重新动态分布，极易发生应力集中现象，在金属构件生产、服役过程中必须进行及时、有效的应力检测以避免安全事故发生，有助于安全管理的完整性。
[0003]有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种多方位电磁超声应力检测装置及方法，旨在实现在待测构件上多个不同位置的加工面及非加工面的快速、非接触应力检测，以解决在待测构件上多个不同位置表层内部服役应力和残余应力整体检测、移动检测和在役检测的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种多方位电磁超声应力检测装置，采用如下技术方案：
[0006]保持架，其与多个压紧机构连接；
[0007]压紧机构，其装配于连接梁上；
[0008]连接梁，其两端装配有电磁超声换能器，电磁超声换能器外侧壁下部设置有导向轮机构。
[0009]由上，连接梁两端各配置一电磁超声换能器，两端的电磁超声换能器采取一发一收模式对待测构件进行应力检测；电磁超声换能器外侧壁上设置的导向轮机构不仅可以改变电磁超声换能器的运动方向，还可以使电磁超声换能器以恒定提离距离吸附于待测构件的检测区域，检测深度可调整；每个连接梁上装配有一压紧机构，每个连接梁上的压紧机构分别与保持架的不同部位连接，即通过保持架连接多个压紧机构，进而将连接梁两端的电磁超声换能器设置在待测构件的不同部位，能够同时测得待测构件多个不同位置的应力分布状态，检测效率高、应用领域广泛。
[0010]可选地，压紧机构包括固定件、弹簧和调节杆，其中，固定件一端与保持架连接，弹簧环绕固定件下部横梁设置，固定件另一端与调节杆一端连接，调节杆另一端通过法兰盘与连接梁连接。
[0011]由上，压紧机构通过固定件和调节杆将保持架与连接梁固定好，保持架可与外部运动机构连接，并按照设定检测路径移动；弹簧环绕固定件下部横梁设置，为该多方位电磁超声应力检测装置提供一定的预紧力，进而使得电磁超声换能器与待测构件表面紧密贴合。
[0012]可选地，该多方位电磁超声应力检测装置还包括超声检测分析机构，其包括电磁超声收发仪和残余应力分析仪，其中，电磁超声收发仪通过信号线与电磁超声换能器连接，残余应力分析仪通过印制铜线与电磁超声收发仪连接。
[0013]由上，电磁超声换能器通过电磁感应原理激发和接收超声表面波进行应力检测，电磁超声收发仪用于控制电磁超声换能器发射和接收超声波；残余应力分析仪用于执行超声检测方法，得到待测构件的残余应力状态，可以实现对待检测的构件近表面不同深度区域的残余应力与服役应力的检测。
[0014]可选地，电磁超声换能器包括换能器本体和导向轮安装滑槽，其中，换能器本体顶部设置有信号线接线端子，通过信号线连接端子与电磁超声收发仪连接，换能器本体外侧壁上设置有沿外侧壁竖直轴向滑动的导向轮安装滑槽，通过导向轮安装滑槽与导向轮机构连接；电磁超声换能器内部探头根据待测构件的检测深度要求而设定；电磁超声换能器底部设置有耐高温耐磨绝缘保护层。
[0015]由上，电磁超声换能器由信号线通过信号线接线端子连接至电磁超声收发仪，通过上位机人机交互系统发送指令，电磁超声收发仪控制电磁超声换能器发射与采集信号，并且可以调节电磁超声换能器的发射频率；将导向轮机构安装在换能器本体外侧壁上设置的导向轮安装滑槽上，可以调节导向轮机构安装位置，使得电磁超声换能器能够在待测构件表面上以一定的可提离距离进行非接触检测；电磁超声换能器通过更换不同频率的探头，以实现检测深度的可调整性；电磁超声换能器本体底部设置有耐磨材料构成接触面，可实现在铸锻件、增材焊接件等非加工面的接触式检测。
[0016]可选地，导向轮机构包括导向轮与轮架，其中，导向轮装配于轮架上，轮架装配于导向轮安装滑槽上，轮架设置有多个螺纹孔，通过螺钉将导向轮机构紧固于换能器本体外侧壁上。
[0017]由上，导向轮机构能够使电磁超声换能器以恒定提离距离吸附于待检测构件表面的检测区域，这样使得电磁超声换能器与待检测构件的检测区域接触面不需要使用耦合介质进行耦合，并且可提离一定距离进行非接触检测，导向轮机构还可任意改变电磁超声换能器的运动方向。
[0018]可选地，位于连接梁两端的两个电磁超声换能器之间的间距为100mm。
[0019]由上，电磁超声换能器通过电磁感应原理激发和接收超声表面波进行应力检测，两电磁超声换能器的最佳间距为100mm。
[0020]本专利技术还提供了一种多方位电磁超声应力检测方法，其使用上述任一所述的多方位电磁超声应力检测装置对待测构件进行超声检测，包括：通过多方位电磁超声应力检测装置，同时检测不同的超声波在待测构件中不同位置传播的声时，得到多位置声时；根据多位置声时以及预先标定的零应力声时，同时得到多位置声时差；根据多位置声时差以及待测构件对应的应力检测系数，同时得到待测构件中不同位置的残余应力。
[0021]由上，在待测构件的每个不同的待测位置处，连接梁一端的电磁超声换能器向待测构件发送超声波，此处连接梁另一端的电磁超声换能器接收在待测构件中传播的超声波，在每个不同的待测位置处同时得到该处的声时，多个位置的超声波传播的时间差为多位置声时；将零应力声时与每个位置处的声时做差得到每个位置处的声时差，即多位置声时差，根据应力变化与传播声时的公式，将每个位置处的声时差与应力检测系数代入得到
待测构件中多个不同位置的应力分布状态。
[0022]可选地，预先标定的零应力声时包括：预先对具备与待测构件相同材料的零应力试件进行零应力标定，得到零应力声时。
[0023]由上，预先采用一个相对零应力的试件的参数作为基准，检测构件内部残余应力的数值大小，可以获得构件内部多个不同位置更加准确的应力分布状态。
[0024]可选地，预先对具备与待测构件相同材料的零应力试件进行拉伸试验，得到待测构件对应的应力检测系数。
[0025]由上，不同材料的应力检测系数不同，要得到待测构件内部比较准确的残余应力分布状态，需提前进行拉伸试验获得待测构件的应力检测系数。
[0026]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，其特征在于，计算机指令被操作以执行上述任一项所述的多方位电磁超声应力检测方法。
[0027]综上所述，本专利技术设计的多方位电磁超声应力检测装置具有检测提离距离可调、检测深度可变、自动化检测过程中电磁超声换能器与待测构件表面始终保持相等提离距离等优点；该多方位电磁超声应力检测装置基本都是用螺栓连接，使得装配时间大大减少，使得工人在短时间内就能完成安装，提高了装配效率，节约了装配成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多方位电磁超声应力检测装置，其特征在于，包括：保持架，其与多个压紧机构连接；所述压紧机构，其装配于连接梁上；所述连接梁，其两端装配有电磁超声换能器，所述电磁超声换能器外侧壁下部设置有导向轮机构。2.如权利要求1所述的多方位电磁超声应力检测装置，其特征在于，所述压紧机构包括固定件、弹簧和调节杆，其中，所述固定件一端与所述保持架连接，所述弹簧环绕所述固定件下部横梁设置，所述固定件另一端与所述调节杆一端连接，所述调节杆另一端通过法兰盘与所述连接梁连接。3.如权利要求1所述的多方位电磁超声应力检测装置，其特征在于，还包括：超声检测分析机构，其包括电磁超声收发仪和残余应力分析仪，其中，所述电磁超声收发仪通过信号线与所述电磁超声换能器连接，所述残余应力分析仪通过印制铜线与所述电磁超声收发仪连接。4.如权利要求3所述的多方位电磁超声应力检测装置，其特征在于，所述电磁超声换能器包括换能器本体和导向轮安装滑槽，其中，所述换能器本体顶部设置有信号线接线端子，通过所述信号线连接端子与所述电磁超声收发仪连接，所述换能器本体外侧壁上设置有沿外侧壁竖直轴向滑动的所述导向轮安装滑槽，通过所述导向轮安装滑槽与所述导向轮机构连接；所述电磁超声换能器内部探头根据待测构件的检测深度要求而设定；所述电磁超声换能器底部设置有耐高温耐磨绝缘保护层。5.如权利要求4所述的多方位电磁超声应力检测装置，其特征在于，所述导向轮机构包括导向轮与轮架...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐春广，陈常宏，杨光粲，宋文渊，张文君，李文凯，李培禄，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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