阅读说明：本技术 一种通用螺栓预紧力检测超声探头及其检测方法 (Universal bolt pretightening force detection ultrasonic probe and detection method thereof ) 是由 曹宇 孙鹏飞 张连新 李芳� 肖虹 于长志 刘坤 吴祉群 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种通用螺栓预紧力检测超声探头及其检测方法,包括：超声线缆头、超声探头上外壳、弹簧、超声探头下外壳、滑块和超声探头的探针；超声线缆头上端固定在超声探头上外壳上端,超声探头上外壳与超声探头下外壳固定连接,超声探头下外壳内设有测量通道,测量通道与安装孔连通,所述测量通道内安装有弹簧和滑块,弹簧上端与超声探头上外壳连接,弹簧下端与滑块连接,滑块两侧与声探头下外壳内壁接触,滑块能够在测量通道内上下滑动,超声探头的探针上端与超声线缆头连接,超声线缆头下端依次穿过安装孔、滑块向测量通道外延伸；本发明中的装置和方法能够适应超声检测多种类型的螺柱和螺栓,具有通用性较好的技术效果。(The invention discloses an ultrasonic probe for detecting the pretightening force of a universal bolt and a detection method thereof, wherein the ultrasonic probe comprises the following components: the ultrasonic cable head, the upper shell of the ultrasonic probe, the spring, the lower shell of the ultrasonic probe, the sliding block and the probe of the ultrasonic probe; the upper end of the ultrasonic cable head is fixed at the upper end of the upper shell of the ultrasonic probe, the upper shell of the ultrasonic probe is fixedly connected with the lower shell of the ultrasonic probe, a measuring channel is arranged in the lower shell of the ultrasonic probe and is communicated with the mounting hole, a spring and a sliding block are arranged in the measuring channel, the upper end of the spring is connected with the upper shell of the ultrasonic probe, the lower end of the spring is connected with the sliding block, two sides of the sliding block are contacted with the inner wall of the lower shell of the ultrasonic probe, the sliding block can slide up and down in the measuring channel, the upper end of a probe of the ultrasonic probe is connected with the ultrasonic cable head, and the lower; the device and the method can be suitable for ultrasonically detecting various studs and bolts, and have the technical effect of good universality.)

一种通用螺栓预紧力检测超声探头及其检测方法

技术领域

本发明涉及螺栓预紧力检测领域，具体地，涉及一种通用螺栓预紧力检测超声探头及其检测方法。

背景技术

螺栓连接作为一种简单、低成本且可靠的连接方式，广泛应用于各行各业。定期或实时监控螺栓预紧力的变化，是保证螺栓紧固系统安全可靠运行的重要手段。超声螺栓预紧力检测系统具有结构简单、快速、方便、精度高等特点，具有良好的应用前景。但是目前的超声螺栓预紧力检测系统在检测不同类型的螺栓时，需要配备不同的超声探头，对于同一规格的螺柱、内六角螺栓、外六角螺栓，在检测这三种螺栓时需要三种不同尺寸的超声探头，检测过程需要频繁更换超声探头，操作复杂，无法满足检测现场快速检测的需要。因此现有的超声螺栓预紧力检测系统存在通用性较差的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种通用螺栓预紧力检测超声探头及其检测方法，解决现有的超声螺栓预紧力检测系统存在通用性较差的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种通用螺栓预紧力检测超声探头，所述探头包括：

超声线缆头、超声探头上外壳、弹簧、超声探头下外壳、滑块和超声探头的探针；

超声线缆头下端***超声探头上外壳上的安装孔，超声线缆头上端固定在超声探头上外壳上端，超声探头上外壳与超声探头下外壳固定连接，超声探头下外壳内设有测量通道，测量通道与安装孔连通，所述测量通道内安装有弹簧和滑块，弹簧上端与超声探头上外壳连接，弹簧下端与滑块连接，滑块两侧与声探头下外壳内壁接触，滑块能够在测量通道内上下滑动，超声探头的探针上端与超声线缆头连接，超声线缆头下端依次穿过安装孔、滑块向测量通道外延伸。

其中，本发明的原理为：本发明中的超声探头能够利用超声螺栓预紧力检测系统分别对螺柱、内六角螺栓、外六角螺栓三种类型的对象进行检测，当为螺柱时，将螺柱上端***测量通道内，利用超声探头的探针与螺柱上的压电陶瓷片接触完成测量，当为内六角螺栓或外六角螺栓时，将螺栓上端与测量通道下端连接，利用超声探头的探针与螺栓上的压电陶瓷片接触完成测量，即本装置能够分别对多种类型的螺柱和螺栓进行测量，避免了超声螺栓预紧力检测系统在检测不同类型的螺栓时，需要配不同的超声探头的缺陷，本装置通用性较好。

进一步的，超声探头上外壳和超声探头下外壳均为铁磁性的金属外壳，设计为铁磁性的金属外壳便于磁铁进行吸附。

进一步的，滑块上设有用于超声探头的探针穿过的通孔，设计通孔便于超声探头的探针穿过，通孔的尺寸与超声探头的探针的尺寸匹配，其中，所述滑块为绝缘滑块，对探头进行绝缘保护。

进一步的，所述探头还包括磁铁，所述磁铁安装在超声探头上外壳内，或所述磁铁安装在超声探头下外壳内，或所述磁铁安装在超声探头上外壳与超声探头下外壳之间。这样设计的目的是依靠探头里面的磁铁将螺栓或螺柱吸住，防止在检测过程中螺栓与探头的接触不良。

进一步的，所述磁铁包括2块磁铁块，2块磁铁块关于探头的轴线对称，或所述磁铁(3)为磁环，这样设计的目的是使得磁铁的吸附力分布均匀，使得受力均匀。

进一步的，超声线缆头轴线与超声探头上外壳轴线、超声探头下外壳轴线、测量通道中心线和滑块轴线均重合。

进一步的，测量时，被测螺柱或螺栓上端固定有压电陶瓷片，压电陶瓷片与超声探头的探针下端接触。

进一步的，压电陶瓷片通过导电胶水固定在被测螺柱或螺栓上端。

进一步的，测量通道直径与螺柱外径尺寸匹配，测量通道直径大于或等于内六角螺栓内方孔半径，测量通道直径大于或等于内六角或外六角螺栓外径。

本发明还提供了一种基于所述的通用螺栓预紧力检测超声探头的检测方法，所述方法包括：

在待测螺栓或螺柱上端粘上压电陶瓷片；

将超声探头的探针与压电陶瓷片接触；

超声探头下外壳与待测螺栓或螺柱表面连接，构成正负极进行检测。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明中的装置和方法能够适应多种类型的螺柱和螺栓，具有通用性较好的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本发明中通用螺栓预紧力检测超声探头示意图；

图2是当为螺柱时的测量示意图；

图3是当为内六角螺栓时的测量示意图；

图4是当为外六角螺栓时的测量示意图；

其中，1-超声线缆头，2-超声探头上外壳，3-磁铁，4-弹簧，5-超声探头下外壳，6-滑块，7-超声探头的探针。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

请参考图1，本发明实施例提供了一种通用螺栓预紧力检测超声探头，所述探头包括：

超声线缆头1、超声探头上外壳2、弹簧4、超声探头下外壳5、滑块6和超声探头的探针7；

超声线缆头1下端***超声探头上外壳2上的安装孔，超声线缆头1上端固定在超声探头上外壳2上端，超声探头上外壳2与超声探头下外壳5固定连接，超声探头下外壳5内设有测量通道，测量通道与安装孔连通，所述测量通道内安装有弹簧4和滑块6，弹簧4上端与超声探头上外壳2连接，弹簧4下端与滑块6连接，滑块6两侧与声探头下外壳5内壁接触，滑块6能够在测量通道内上下滑动，超声探头的探针7上端与超声线缆头1连接，超声线缆头1下端依次穿过安装孔、滑块6向测量通道外延伸。

其中，在本发明实施例中，超声探头上外壳2和超声探头下外壳5均为铁磁性的金属外壳。滑块5上设有用于超声探头的探针7穿过的通孔。所述探头还包括磁铁3，所述磁铁3安装在超声探头上外壳2内，或所述磁铁3安装在超声探头下外壳5内，或所述磁铁3安装在超声探头上外壳2与超声探头下外壳5之间。

其中，在本发明实施例中，所述磁铁3包括2块磁铁块，2块磁铁块关于探头的轴线对称。超声线缆头1轴线与超声探头上外壳2轴线、超声探头下外壳5轴线、测量通道中心线和滑块6轴线均重合。请参考图2-图4，测量时，被测螺柱或螺栓上端固定有压电陶瓷片，压电陶瓷片与超声探头的探针7下端接触。压电陶瓷片通过导电胶水固定在被测螺柱或螺栓上端。测量通道直径与螺柱外径尺寸匹配，测量通道直径大于或等于内六角螺栓内方孔半径，测量通道直径大于或等于内六角或外六角螺栓外径。

其中，在本发明实施例中，本发明还提供了一种基于所述的通用螺栓预紧力检测超声探头的检测方法，所述方法包括：

在待测螺栓或螺柱上端粘上压电陶瓷片；

将超声探头的探针7与压电陶瓷片接触；

超声探头下外壳5与待测螺栓或螺柱表面连接，构成正负极进行检测。

其中，本装置的尺寸要求为：

1：下外壳内径稍大于螺柱半径，能卡住螺柱即可；

2：下外壳内径不小于内六角螺栓内方孔半径；

3：下外壳外径不大于内六角、外六角螺栓外径；

4：弹簧松弛条件下，超声探针能接触到内六角螺栓内方孔表面。

使用时，先在螺栓和螺柱表面用导电胶水粘上压电陶瓷片，探头探针接压电陶瓷，探头外壳接螺栓或螺柱表面，构成正负极。依靠探头里面的磁铁将螺栓或螺柱吸住，防止在检测过程中螺栓与探头的接触不良。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。