一种超声波四组合探头的制作方法

    专利2025-03-16  25


    本技术涉及超声波探伤测量,尤其涉及一种超声波四组合探头。


    背景技术:

    1、超声波探伤具有穿透力强、灵敏度高、操作简便、结果直观等优点,在工业无损检测领域应用十分广泛,特别是钢铁厂使用的各种热轧辊和冷轧辊,不论是在轧辊的制造生产环节,还是轧辊的使用环节,都要对轧辊进行超声波探伤。

    2、对轧辊进行超声波探伤有其特殊性,一般需要对轧辊进行三个层次的探伤。第一需要对轧辊内部进行探测检查,利用超声波穿透力强的特点,我们可以使用纵波直探头,检查轧辊内部是不是存在分层、夹杂及空气间隙等,纵波直探头探伤距离可达数米,这是无损检测其他方法不可比拟的。但是纵波直探头也存在固有的缺点,即存在3毫米左右的探伤盲区,所以,纵波直探头只能够检测工件表面深度大于3毫米处的缺陷。

    3、而目前轧辊使用过程中,出现裂纹等致命缺陷的区域正好是在轧辊表面,及轧辊表面以下的3米薄层内。为了及时发现轧辊表面是否产生疲劳裂纹,用户现场必须使用超声表面波探头,对轧辊表面进行全面的检测。超声表面波探头实际上是利用横波折射角达到90°时(此时的入射角称为第二临界角),横波在轧辊表面前进,遇到裂纹等缺陷发生反射的原理来进行探伤。表面波探伤具有极高的灵敏度,对于肉眼看不见的裂纹,如小于2毫米的短小浅裂纹,都能轻而易举地检测出来,所以表面波检测是钢铁厂在役轧辊必不可少的一种探伤方法。

    4、除此之外,对于轧辊表面以下3毫米薄层内缺陷的探伤,目前存在着一定的技术难度。因为使用超声波斜探头检测3毫米薄层内的缺陷,即使存在缺陷,由于缺陷的反射波具有很大的不确定性,单个超声波斜探头很难检测到有效的缺陷信号。比较理想的方法是,利用两个一定角度的超声波斜探头,双方互为发射和接收,同时每个探头又可作为单发单收,这样便可以对3毫米以内的缺陷,进行有效的检测。

    5、目前,上述三种探伤方法都是独立进行的,如果将三种探伤方法组合在一起,有一种集纵波直探头、超声表面波探头和斜探头于一体的组合探头,则可大大提高探伤效率,一次扫查就能够提供轧辊表面、3毫米薄层和3毫米以下直到轧辊中心的探伤数据,彻底解决轧辊探伤时的3毫米盲区问题。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目是针对背景技术中存在的问题,提出一种超声波四组合探头。

    2、本实用新型的技术方案:一种超声波四组合探头,包括一个超声波直探头、一个超声表面波探头和两个互成一定夹角的超声波斜探头以及可对其进行保护的铝合金框架;其中,

    3、所述超声波直探头、超声表面波探头位于铝合金框架的一侧,所述超声波斜探头位于铝合金框架的另一侧,且超声波直探头、超声表面波探头、超声波斜探头分别通过探头固定螺孔与所述铝合金框架固定,所述超声波直探头、超声表面波探头和超声波斜探头之间通过硅胶填充料进行密封防水,且四组合探头在使用时采用水耦合的方式。

    4、可选的,所述超声波直探头、超声表面波探头和超声波斜探头内均设置有探头组件,所述超声波直探头内的探头组件组件包括有第一探头引线、第一晶片和第一探头外壳,所述超声表面波探头内的探头组件组件包括有第二探头引线、第二晶片和第二探头外壳,所述超声波斜探头内的探头组件组件包括有第三探头引线、第三晶片和第三探头外壳。

    5、可选的,所述铝合金框架分为左右两个部分,其中左边部分的两个超声波斜探头分别是由超声波直探头通过调整入射角的方向而成,使超声波斜探头具有特定折射角,所述超声波斜探头对产品表面3毫米薄层内缺陷进行探伤。

    6、可选的,设于所述铝合金框架右边部分的一个超声波直探头和一个超声表面波探头,其中所述超声波直探头发射和接收纵波,对3毫米以下直到产品中心区域缺陷进行探伤。

    7、可选的,所述超声表面波探头由超声波斜探头通过调整入射角的方向而成,当达到第二临界角时、其折射横波成为沿着水平方向前进的表面波,对轧辊表面缺陷进行探伤。

    8、可选的,所述超声表面波探头由超声波直探头通过调整入射角的方向而成,当达到第二临界角时、其折射横波成为沿着水平方向前进的表面波,对轧辊表面缺陷进行探伤。

    9、可选的,所述铝合金框架通过螺丝旋入铝框固定螺孔进行固定。

    10、与现有技术相比,本实用新型具有如下有益的技术效果:

    11、本实用新型通过超声波直探头、一个超声表面波探头和两个互成一定夹角的超声波斜探头以及可对其进行固定保护的铝合金框架设计,达到了同时探伤轧辊表面、3毫米薄层和3毫米以下直到轧辊中心等三个区域,同时组合方式多样,大大提高了探伤效率。进一步的,还可彻底解决轧辊探伤时的3毫米盲区问题。



    技术特征:

    1.一种超声波四组合探头,其特征在于,包括一个超声波直探头(1)、一个超声表面波探头(2)和两个互成一定夹角的超声波斜探头(3)以及可对其进行保护的铝合金框架(4);其中,

    2.根据权利要求1所述的一种超声波四组合探头,其特征在于,所述超声波直探头(1)、超声表面波探头(2)和超声波斜探头(3)内均设置有探头组件,所述超声波直探头(1)内的探头组件组件包括有第一探头引线(101)、第一晶片(102)和第一探头外壳(103),所述超声表面波探头(2)内的探头组件组件包括有第二探头引线(201)、第二晶片(202)和第二探头外壳(203),所述超声波斜探头(3)内的探头组件组件包括有第三探头引线(301)、第三晶片(302)和第三探头外壳(303)。

    3.根据权利要求1所述的一种超声波四组合探头,其特征在于,所述铝合金框架(4)分为左右两个部分,其中左边部分的两个超声波斜探头(3)分别是由超声波直探头通过调整入射角的方向而成,使超声波斜探头(3)具有特定折射角,所述超声波斜探头(3)对产品表面3毫米薄层内缺陷进行探伤。

    4.根据权利要求3所述的一种超声波四组合探头,其特征在于,设于所述铝合金框架(4)右边部分的一个超声波直探头(1)和一个超声表面波探头(2),其中所述超声波直探头(1)用于发射和接收纵波,对3毫米以下直到产品中心区域缺陷进行探伤。

    5.根据权利要求4所述的一种超声波四组合探头,其特征在于,所述超声表面波探头(2)由超声波斜探头通过调整入射角的方向而成,当达到第二临界角时、其折射横波成为沿着水平方向前进的表面波,对轧辊表面缺陷进行探伤。

    6.根据权利要求4所述的一种超声波四组合探头,其特征在于,所述超声表面波探头(2)由超声波直探头通过调整入射角的方向而成,当达到第二临界角时、其折射横波成为沿着水平方向前进的表面波,对轧辊表面缺陷进行探伤。

    7.根据权利要求1所述的一种超声波四组合探头,其特征在于,所述铝合金框架(4)通过螺丝旋入铝框固定螺孔(7)进行固定。


    技术总结
    本技术涉及超声波探伤测量技术领域,尤其涉及一种超声波四组合探头。其技术方案包括一个超声波直探头、一个超声表面波探头和两个互成一定夹角的超声波斜探头,以及可对其进行固定保护的铝合金框架:四个所述超声波直探头、超声表面波探头和两个互成一定夹角的超声波斜探头按照不同的位置和角度放置在铝合金框架内、调整好正确的位置和角度后,用紧定螺丝旋入固定。本技术通过超声波直探头、一个超声表面波探头和两个互成一定夹角的超声波斜探头以及可对其进行固定保护的铝合金框架设计,达到了同时探伤轧辊表面、3毫米薄层和3毫米以下直到轧辊中心等三个区域,大大提高了探伤效率。进一步的,还可彻底解决轧辊探伤时的3毫米盲区问题。

    技术研发人员:朱企明,张文纲,钱春生,邹冬
    受保护的技术使用者:上海铭焕检测设备有限公司
    技术研发日:20230908
    技术公布日:2024/4/29
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