CN107421475A - 一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，包括：基座，所述基座底部安装有定位块，所述定位块具有与待测钢管外径相匹配的开口，所述基座通过定位块以垂直于待测钢管轴心的方式设置于待测钢管的外径上；所述基座内顶部自底部贯穿有安装孔，所述安装孔内设置有超声检测探头，超声检测探头底部设有延迟块，所述延迟块的底部通过所述安装孔外露；弹性浮动模组，设置在所述安装孔内，使所述超声检测探头能够在所述安装孔内浮动。采用本发明提供的超声检测装置，操作人员只需把探头沿钢管滑动即可自动保持声束与钢管表面垂直，不需要靠人不停地手动控制探头方向来保持垂直，方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及到一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置。
背景技术
在冶金行业中，主要采用专业自动化的超声检测系统进行钢管分层缺陷以及壁厚的检测。由于自动化检测中管端存在一定长度的检测盲区，自动化检测中发现的缺陷有时也需要采用手动检测进行复核，而且有时自动化超声检测系统也不能适用于全部规格的管材，所以手动超声检测方法是超声自动化检测的必要补充。
手动超声检测钢管分层缺陷和壁厚时，厚壁管通常可以采用双晶直探头进行检测，但检测薄壁管(如壁厚小于3mm)时，双晶直探头的分辨率和测厚精度就不能满足检测的要求了，而且薄壁管的直径通常比较小，手动检测是往往存在耦合不稳定的问题，影响实际检测效率和准确性。
为了提高检测分辨率和测厚精度，也可以选择带延迟块的探头，但这类探头依然存在耦合不稳定，检测效率低的问题。
发明内容
本发明在普通高频延迟块探头的基础上，设计了带探头浮动装置和V形定位装置，使探头声束方向保持和钢管表面垂直，探头延迟块与工件稳定保持适当的压力，从而达到稳定耦合。具体方案为：
一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，包括：
基座，所述基座底部安装有定位块，所述定位块具有与待测钢管外径相匹配的开口，所述基座通过定位块以垂直于待测钢管轴心的方式设置于待测钢管的外径上；
所述基座内顶部自底部贯穿有安装孔，所述安装孔内设置有超声检测探头，超声检测探头底部设有延迟块，所述延迟块的底部通过所述安装孔外露；
弹性浮动模组，设置在所述安装孔内，使所述超声检测探头能够在所述安装孔内浮动。
进一步的，所述定位块以可拆卸方式固定在所述基座底部，根据钢管外径尺寸来选择相应规格的所述定位块安装在所述基座底部。
进一步的，所述超声检测探头为双晶直探头。
进一步的，所述定位块为独立设置在所述基座底部两侧的斜楔；在所述基座底部且位于安装孔两侧设有若干等间距的螺纹孔。
进一步的，所述定位块为一体设计。
进一步的，所述定位块开口的内壁为直线或为内凹的曲线。
进一步的，所述延迟块选用聚苯乙烯材料制成。
进一步的，所述弹性浮动模组为弹簧，所述弹簧位于所述安装孔顶部并套在所述延迟块的外径上。
进一步的，在所述超声检测探头顶部设置有紧固件，所述紧固件通过螺纹固定在所述安装孔顶部。
进一步的，薄壁钢管的壁厚小于3mm。
本发明探头进行了结构改进，与现有的普通延迟块探头相比有以下显著优点：
1、借助该定位块和弹性浮动模组可以较好的保证检测装置整体与工件表面保持垂直，提高了耦合稳定性，减小检测误差。
2、不需要人工肉眼观察装置整体与工件表面是否垂直，提高检测效率，探头移动快速方便。
3、降低劳动强度，操作人员只需把探头沿钢管滑动即可自动保持声束与钢管表面垂直，不需要靠人不停地手动控制探头方向来保持垂直。
4、定位块的开口宽度可调，可根据被测钢管外径的不同来进行适配；
5、采用具有较好低衰减性能的聚苯乙烯材料制成延迟块，提高测量的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1和图2为本发明在两个实施例中提供的超声检测装置的示意图；
图3为超声检测探头的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，包括：
基座7，基座7底部安装有定位块9，定位块9具有与待测钢管外径相匹配的开口，基座7通过定位块9以垂直于待测钢管轴心的方式设置于待测钢管的外径上；
基座7内顶部自底部贯穿有安装孔，安装孔内设置有超声检测探头10，超声检测探头10底部设有延迟块4，延迟块4的底部通过安装孔外露；
弹性浮动模组5，设置在安装孔内，使超声检测探头10能够在安装孔内浮动。
借助本发明提供的装置，一方面可以检测待测钢管是否有分层，另一方面还可以对钢管的厚度进行精确检测。
在本发明一可选的实施例中，定位块9以可拆卸方式固定在基座7底部，根据钢管外径尺寸来选择相应规格的定位块9安装在基座7底部。
在本发明一可选的实施例中，超声检测探头10为双晶直探头，在其内部具有互成夹角的两片测试芯片8。进一步优选的，该探头是高频宽带延迟块探头，频率为10-20MHz，芯片的直径3-6mm。
在本发明一可选的实施例中，定位块9为独立设置在基座7底部两侧的斜楔；在基座7底部且位于第一通孔两侧设有若干等间距的螺纹孔。在实际的应用中，我们可以不仅可以采用直接根据钢管外径尺寸来替换相应规格的定位块9(即具有不同开口大小的定位块)，我们也可以根据实际情况将基座 7底部两侧的的斜楔适当往中部或两侧移动后固定，同样可以起到调整定位块 9开口宽度的效果。在钢管外径较小时，我们选取临近安装孔的螺纹孔作为固定定位块的固定孔；若被测钢管外径较大，我们可以选取距离安装孔较远的螺纹孔作为固定定位块的固定孔，从而拉大定位块9底部的开口，来适配较大外径的钢管。如图1所示，定位块9通过螺钉6固定在基座7的底部。进一步的，在基座7一侧还设置有紧固螺钉3，用于固定位于安装孔内的超声检测探头10。
在本发明一可选的实施例中，定位块9为一体设计。需要说明的是，无论定位块9采用何种设计，都需要预留延迟块4外露的孔，使得延迟块4能够与钢管外壁接触。
在本发明一可选的实施例中，定位块9开口的内壁为直线或为内凹的曲线。定位块9开口为直线可以降低定位块9加工难度，从而降低生产成本，如图1所示；进一步参照图2所示，定位块9开口为曲线可以提高定位块9 与钢管外壁的贴合度，从而更好的保证检测装置整体垂直于钢管的轴心，提高检测精度。
在本发明一可选的实施例中，延迟块4选用具有较好低衰减性能的聚苯乙烯材料制成，我们经过长期的实验选材证明，通过选用此种材料能够实现较好的测量效果，提高测量精度。
在本发明一可选的实施例中，弹性浮动模组5为弹簧，弹簧位于安装孔底部内并套在延迟块4的外径上。进一步的，在延迟块4上部设有外壳2，该外壳的宽度大于延迟块4的宽度，从而在延迟块4顶部形成有台阶。在将超声检测装置放置在钢管外径上后，外壳4可以将弹簧向下压，从而在弹簧的作用下，使得超声检测装置在安装孔内浮动，使延迟块和探头始终与钢管外壁保持垂直状态，进而保证测量精度。其中，弹簧始终位于安装孔底部，避免受到外部压力而脱出。
在本发明一可选的实施例中，在超声检测探头10顶部设置有紧固件1，紧固件1通过螺纹固定在安装孔顶部。可以通过旋转紧固件1来将超声检测探头10固定在安装孔内。
在本发明一可选的实施例中，薄壁钢管的壁厚小于3mm。
本发明探头进行了结构改进，与现有的普通延迟块探头相比有以下显著优点：
1)提高了耦合稳定性，减小检测误差。
2)提高检测效率，探头移动快速方便。
3)降低劳动强度，操作人员只需把探头沿钢管滑动即可自动保持声束与钢管表面垂直，不需要靠人不停地手动控制探头方向来保持垂直。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，包括：
基座，所述基座底部安装有定位块，所述定位块具有与待测钢管外径相匹配的开口，所述基座通过定位块以垂直于待测钢管轴心的方式设置于待测钢管的外径上；
所述基座内顶部自底部贯穿有安装孔，所述安装孔内设置有超声检测探头，超声检测探头底部设有延迟块，所述延迟块的底部通过所述安装孔外露；
弹性浮动模组，设置在所述安装孔内，使所述超声检测探头能够在所述安装孔内浮动。
2.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，所述定位块以可拆卸方式固定在所述基座底部，根据钢管外径尺寸来选择相应规格的所述定位块安装在所述基座底部。
3.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，所述超声检测探头为双晶直探头。
4.如权利要求2所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，所述定位块为独立设置在所述基座底部两侧的斜楔；
在所述基座底部且位于安装孔两侧设有若干等间距的螺纹孔。
5.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，所述定位块为一体设计。
6.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，所述定位块开口的内壁为直线或为内凹的曲线。
7.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，所述延迟块选用聚苯乙烯材料制成。
8.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，所述弹性浮动模组为弹簧，所述弹簧位于所述安装孔顶部并套在所述延迟块的外径上。
9.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，在所述超声检测探头顶部设置有紧固件，所述紧固件通过螺纹固定在所述安装孔顶部。
10.如权利要求1所述的用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置，其特征在于，薄壁钢管的壁厚小于3mm。
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