一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置及使用方法
阅读说明：本技术 一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置及使用方法 (Round steel manual contact ultrasonic detection stable scanning device and using method thereof ) 是由 胡柏上 汪建军 周文军 张�浩 潘泽林 王峰 姜正锋 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置及使用方法,包括马鞍座、圆筒、空心螺栓、弹性盒和弹性体。圆筒下口与马鞍座顶固定连接,圆筒上底中心有螺孔和空心螺栓活动连接,马鞍座中心有通孔与圆筒连通,通孔内有凸圈,圆筒内弹性盒和弹性体叠放压缩于空心螺栓和凸圈之间。弹性盒包括上套筒、下套筒和第一弹簧,上套筒中心有第一通孔与螺栓通孔连通,下套筒有第二通孔用于嵌入探头线接口。弹性体包括探头箍圈、垫圈和第二弹簧,弹性体环绕探头,探头箍圈箍紧探头,垫圈抵住凸圈。本发明实现探头弹性位置和压力可调,且在扫查过程中探头对圆钢压力稳定,避免了手持探头摇摆和压力波动对扫查信号的影响,提升了检测准确性和作业效率。(The invention relates to a round steel manual contact ultrasonic detection stable scanning device and a using method thereof. The lower opening of the cylinder is fixedly connected with the top of the saddle seat, the center of the upper bottom of the cylinder is provided with a screw hole and a hollow bolt which are movably connected, the center of the saddle seat is provided with a through hole which is communicated with the cylinder, a convex ring is arranged in the through hole, and an elastic box and an elastic body in the cylinder are stacked and compressed between the hollow bolt and the convex ring. The elastic box comprises an upper sleeve, a lower sleeve and a first spring, wherein a first through hole is formed in the center of the upper sleeve and communicated with a bolt through hole, and a second through hole is formed in the lower sleeve and used for being embedded into a probe line interface. The elastic body comprises a probe hoop, a gasket and a second spring, the elastic body surrounds the probe, the probe hoop tightly hoops the probe, and the gasket abuts against the convex ring. The invention realizes the adjustable elastic position and pressure of the probe, and the probe has stable pressure on the round steel in the scanning process, thereby avoiding the influence of the swinging and pressure fluctuation of the handheld probe on scanning signals and improving the detection accuracy and the operation efficiency.)
技术领域
本发明涉及材料检测技术领域，更具体地说，它涉及一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置及使用方法。
背景技术
超声波探伤是金属材料等致密性弹性材质工件内部质量检测的重要手段，探伤时探头通过耦合介质向工件中传送超声波，超声波在工件中遇到异质界面时产生反射，部分回到探头被接收转换为电信号传给超声探伤仪并在仪器中显示出对应位置的反射信号，由此判定工件质量状况。手动接触法超声检测是圆钢内部质量检测的普遍使用的工艺，常用于小批量圆钢的超声检测，同时也是批量自动超声检测中缺陷查找和验证的必不可少的辅助手段。圆钢接触法手动超声检测时，探头表面与圆钢表面为线接触，手持探头扫查时探头容易摇摆，难以保持探头与圆钢接触位置稳定及其接触力度稳定，导致扫查信号很不稳定，同一缺陷的多次扫查信号一致性差，不同操作人员的扫查结果差别显著，严重影响了检测判定准确性。目前，已有多种手动接触法超声检测的专用辅助工具，然而现有的各种辅助工具结构复杂笨重，操作不便，且不适用于各种规格圆钢的接触法手动超声稳定检测。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置及使用方法，实现手动扫查时与圆钢接触的探头面位置稳定及探头与圆钢压力稳定，避免了手持探头在圆钢上摇摆和压力波动对扫查信号稳定性和重复性的影响，有效地提升检测准确性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置，包括马鞍座、空心螺栓、圆筒及设置在圆筒内的弹性盒和弹性体，所述马鞍座设置有贯穿马鞍座的探头通孔，所述探头通孔与圆筒的内部连通，且，所述圆筒的下口与所述马鞍座的顶端固定连接，所述圆筒的上底设置有中心螺孔，所述空心螺栓的底端通过中心螺孔旋入圆筒内部；
所述弹性盒包括上套筒、第一弹簧和下套筒，所述下套筒嵌入上套筒并与上套筒间隙配合，所述第一弹簧设置于上套筒与下套筒之间且处于压缩状态，所述上套筒的顶端设置有第一通孔，所述下套筒的底端设置第二通孔，超声探头位于下套筒的下方，且超声探头顶端的探头线接口嵌入第二通孔，探头线依次穿过空心螺栓和上套筒在弹性盒中与探头线接口连接；
所述弹性体包括探头箍圈、第二弹簧和垫圈，所述探头箍圈套设在超声探头的柱面与超声探头固定连接，所述第二弹簧环绕在超声探头外，所述垫圈外径与探头通孔内径间隙配合，所述第二弹簧设置于探头箍圈与垫圈之间且处于压缩状态。
在其中一个实施例中，所述垫圈设有垫圈折边，所述垫圈折边的内径与超声探头直径间隙配合。
在其中一个实施例中，所述马鞍座包括与圆筒连接的筒体对接部和与圆钢接触的圆钢接触部，所述筒体对接部中心设有第三通孔，所述圆钢接触部中心设有第四通孔，第三通孔和第四通孔形成便于超声探头穿过的探头通孔，所述垫圈设置在第四通孔处。
在其中一个实施例中，所述圆筒的下口内壁设置有内螺纹，所述筒体对接部的外壁设置有外螺纹，所述圆筒与筒体对接部螺纹连接，使圆筒与马鞍座固定连接。
在其中一个实施例中，所述第三通孔和四通孔的内径相同且大于超声探头的外径，所述第四通孔的内壁设置有凸圈，所述凸圈的内径大于超声探头的外径，所述垫圈抵住凸圈上端。
在其中一个实施例中，所述圆钢接触部的底面截面呈倒V形，所述倒V形的两边均设置有耐磨层，耐磨层是可拆卸的，倒V形的顶角为圆角过度。
一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置的使用方法，具体如下：
旋转空心螺栓的位置，使超声探头与马鞍座的倒V形的顶面平齐，然后将马鞍座置于圆钢上，使倒V形的底面两边与圆钢接触；
调节空心螺栓向圆筒内推进，第一弹簧和第二弹簧均被压缩，超声探头所处的弹性平衡位置下移直到超声探头接触圆钢；
继续调节空心螺栓向圆筒内推进，此时第二弹簧伸缩长度保持不变，第一弹簧继续被压缩，第一弹簧压缩过程中超声探头对圆钢产生压力并逐渐增大；
调节空心螺栓推进位置使超声探头对圆钢压力大小合适，然后进行超声检测仪器校验和圆钢的检测扫查。
在其中一个实施例中，当圆钢规格较小时，圆钢柱面与马鞍座的圆钢接触部最高点距离较小，超声探头接触圆钢时相对圆钢接触部最高点伸出长度较小。
在其中一个实施例中，当圆钢规格较大时，圆钢柱面与马鞍座的圆钢接触部最高点距离较大，超声探头接触圆钢时相对圆钢接触部最高点伸出长度较大。
在其中一个实施例中，底部垫圈朝着一个方向时，旋转空心螺栓可使超声探头对一定规格范围的圆钢检测时达到合适压力实现稳定扫查，改变底部垫圈方向可适应另一规格范围圆钢受到探头合适压力的稳定扫查。
在其中一个实施例中，更换不同规格的超声探头时，将马鞍座与圆筒分离，更换超声探头，同时选择相适配的垫圈和探头箍圈，将超声探头装入圆筒内，使马鞍座与圆筒螺纹连接固定。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明结构简单、轻便灵活、性能稳定、检测可靠，在检测扫查时，实现探头面中心线与圆钢纵向稳定接触，克服了手持探头扫查时探头摇摆导致与圆钢接触的探头面位置不稳的影响，提高了信号稳定性；可实现超声仪器校验和检测扫查时超声探头与圆钢压力稳定一致，消除了手持探头压力波动对扫查信号波动的影响，提高了检测准确性；在检测过程中对检出缺陷重复扫查确认时能快速准确的获取重复扫查的一致信号，提高了缺陷评判效率和准确性；
本发明使用检测圆钢规格范围大，底部垫圈朝着上下不同方向时，可分别适应两种规格范围圆钢受到探头合适压力的稳定扫查；
本发明适用于多种直径规格探头，探头直径变化时只要更换相应的探头箍圈和底部垫圈即可；
本发明经济性好，扫查时探头与圆钢压力均匀，减少了探头磨损，相应的延长了探头寿命；本发明探头线伸入弹性盒内与探头连接，不会造成折损松动等现象，延长了探头线寿命。
本发明操作简单安全高效、易学易用，本发明尺寸适合手持操作快速扫查，提高了检测扫查效率；本发明具有良好的推广应用价值，可推广应用于各种轴类、无缝管或各种圆柱及圆管工件的接触法手动超声检测；把马鞍座圆钢接触部的倒V形底部改为平面的底座配件则可用于平面工件的接触法手动超声检测。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A方向的示意图；
图3是图1的B-B方向的示意图。
图中：1-马鞍座，11-筒体对接部，12-圆钢接触部，13-耐磨层，14-凸圈，2-圆筒，3-空心螺栓，4-弹性盒，41-上套筒，42-下套筒，43-第一弹簧，5-弹性体，51-探头箍圈，52-第二弹簧，53-垫圈，54-垫圈折边，6-超声探头，61-探头线接口，62-探头线，7-圆钢。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。
本发明提供了一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置，如图1-3所示，包括马鞍座1、空心螺栓3、圆筒2及设置在圆筒2内的弹性盒4和弹性体5；
其中，马鞍座1包括与圆筒2连接的筒体对接部11和与圆钢7接触的圆钢接触部12，筒体对接部11中心设有第三通孔，圆钢接触部12中心设有第四通孔，第三通孔和四通孔的内径相同且大于超声探头6的外径，第四通孔的内壁设置有凸圈14，凸圈14的内径大于超声探头6的外径，第三通孔和第四通孔形成便于超声探头6穿过的探头通孔，探头通孔竖向贯穿马鞍座1整体，探头通孔与圆筒2的内部连通，圆筒2的下口与筒体对接部11固定连接，具体地，圆筒2的下口内壁设置有内螺纹，筒体对接部11的外壁设置有外螺纹，圆筒2与筒体对接部11螺纹连接，使圆筒2与马鞍座1固定连接；圆钢接触部12的底面截面呈倒V形，倒V形的结构便于本发明在圆钢7上的定位，在圆钢接触部12的底面两边均设置有耐磨层13，具体地，耐磨层13是可拆卸的。
圆筒2的上底设置有中心螺孔，空心螺栓3的底端通过中心螺孔旋入圆筒2内部，空心螺栓3的具体结构是，空心螺栓3的外壁设有外螺纹，空心螺栓3的中间设有便于穿线的圆孔，该圆孔通向圆筒2内部；
弹性盒4包括上套筒41、第一弹簧43和下套筒42，上套筒41套设在下套筒42外，上套筒41外圆与圆筒2内圆间隙配合，第一弹簧43设置于上套筒41与下套筒42之间且处于压缩状态，第一弹簧43使上套筒41与下套筒42组成的整体可弹性伸缩，上套筒41的顶端设置有第一通孔，下套筒42的底端设置有第二通孔，超声探头6位于下套筒42的下方，且超声探头6顶端的探头线接口61嵌入第二通孔，探头线62依次穿过空心螺栓3和上套筒41与探头线接口61连接；
弹性体5包括垫圈53、探头箍圈51和第二弹簧52，垫圈53设置在凸圈14上，垫圈53外径与筒体探头通孔内径间隙配合，垫圈53内壁与超声探头6外圆间隙配合，探头箍圈51套设在靠近超声探头6的上部与超声探头6固定连接，第二弹簧52套设在超声探头6外，第二弹簧52设置于探头箍圈51与垫圈53之间且处于压缩状态，第二弹簧52的底端抵住垫圈53，因此第二弹簧52使超声探头6的顶端顶住下套筒42的底端，使超声探头6处于第一弹簧43和第二弹簧52的弹性平衡位置。
进一步地，垫圈53设有垫圈折边54，如附图中的放大部分所示，垫圈折边54内径与探头直径间隙配合。
本发明可检测不同规格的圆钢7，也适用于不同规格的超声探头6，具体如下：
当使用本发明检测较小规格的圆钢7时，由于圆钢7的直径较小，圆钢7与马鞍座1的圆钢接触部12顶面的距离较小，因此超声探头6相对圆钢接触部12顶面伸出长度要减小。
当使用本发明检测较大规格的圆钢7时，由于圆钢7的直径较大，圆钢7与马鞍座1的圆钢接触部12顶面的距离较大，因此超声探头6相对圆钢接触部12顶面伸出长度要增加。
可以理解的是，无论针对何种规格的圆钢7，调整超声探头6相对圆钢接触部12顶面伸出长度的目的，均是为了使超声探头6与圆钢7表面接触，同时确保超声探头6对圆钢7的压力合适，实现对圆钢7的可靠扫查，同时避免损坏超声探头6。
当需要更换不同直径的超声探头6时，拧开马鞍座1和筒体的螺纹接口，拆开探头线与探头线接口61即可取下原超声探头6，同时拆出弹性体5，更换新的超声探头6及探头箍圈51并将探头线接口61与探头线62连接，同时更换马鞍座1中适配的垫圈53，将新超声探头6及弹性体5放入圆筒2内，最后将马鞍座1与圆筒2固定连接，完成不同规格超声探头6的更换。
本发明也提供了一种圆钢手动接触法超声检测稳定扫查装置的使用方法，具体如下：
旋转空心螺栓3的位置，使超声探头6与马鞍座1的倒V形的顶面平齐，然后将马鞍座1置于圆钢7上，使倒V形的两边与圆钢7接触；
调节空心螺栓3向圆筒2内推进，第一弹簧43和第二弹簧52均被压缩，超声探头6所处的弹性平衡位置下移直到超声探头6接触圆钢7；
继续调节空心螺栓3向圆筒2内推进，此时第二弹簧52伸缩长度保持不变，第一弹簧43继续被压缩，第一弹簧43压缩过程中超声探头6对圆钢7产生压力并逐渐增大；
调节空心螺栓3推进位置使超声探头6对圆钢7压力大小合适，进行超声检测仪器校验和圆钢7的检测扫查。
在其中一个实施例中，当圆钢7规格较小时，圆钢7柱面与马鞍座1圆钢接触部12顶面距离较小，超声探头6接触圆钢7时相对圆钢接触部12顶面伸出长度较小。
在其中一个实施例中，当圆钢7规格较大时，圆钢7柱面与马鞍座1圆钢接触部12顶面距离较大，超声探头6接触圆钢7时相对圆钢接触部12顶面伸出长度较大。
在其中一个实施例中，底部垫圈53朝着一个方向时，旋转空心螺栓3可使超声探头6对一定规格范围的圆钢7检测时达到合适压力实现稳定扫查，改变底部垫圈53方向可适应另一规格范围圆钢7受到探头合适压力的稳定扫查。
在其中一个实施例中，更换不同规格的超声探头6时，将马鞍座1与圆筒2分离，更换超声探头6，同时选择相适配的垫圈53和探头箍圈51，将超声探头6装入圆筒2内，使马鞍座1与圆筒2螺纹连接固定。
本发明的超声探头6对圆钢7的检测扫查信号稳定准确，能使超声探头6端面中心线与圆钢7纵向稳定接触，实现超声仪器校验和检测扫查时超声探头6与圆钢7压力稳定一致，消除了手持探头摇摆及压力波动对扫查信号稳定性的影响，提高了检测准确性；对检出缺陷重复扫查确认时信号稳定一致，提高了缺陷评判效率和准确性。
本发明的超声探头6与圆钢7压力均匀，减少了超声探头6磨损，相应的延长了超声探头6寿命。本发明探头线62伸入弹性盒4内与探头线接口61连接，不会造成折损松动等现象，延长了探头线62寿命。
本发明具有良好的推广应用价值，可推广应用于各种轴类、无缝管或各种圆柱及圆管工件的接触法手动超声检测。可以理解的是，本发明的圆钢接触部12的V型凹面改用水平面时，可用于平面工件检测。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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