[发明专利]一种空心轴超声探伤装置

权利要求书

1.一种空心轴超声探伤装置，其特征在于：包括超声波探头（1）、超声波收发单元（2）、控制器（3）和探头移动单元（4）；所述超声波探头（1）在空心轴（9）的内部沿轴向移动，所述超声波探头（1）包括至少一个沿轴向顺序连接的超声波晶片组（10）和至少一个导声单元（12），每个超声波晶片组（10）包括至少一个呈柱状或拟柱状并且环绕空心轴（9）的轴心线分布的超声波振源晶片（11），超声波振源晶片（11）与导声单元（12）紧密接触，导声单元（12）与空心轴（9）的内孔表面紧密接触，所述导声单元（12）由导声楔块（121）和耦合液（122）组成或完全由耦合液（122）组成；所述超声波探头（1）的两端还固定安装有防止耦合液（122）外漏的密封圈（13）；每个超声波振源晶片（11）均与超声波收发单元（2）连接，超声波收发单元（2）与控制器（3）通过有线电缆连接或无线通信中的一种或多种的组合方式传输信号，超声波收发单元（2）激发各个超声波振源晶片（11）产生超声波，同时超声波收发单元（2）从各个超声波振源晶片（11）接收超声回波信号，超声波收发单元（2）将超声回波信号传送给控制器（3）；探头移动单元（4）与超声波探头（1）连接，同时也与控制器（3）连接，探头移动单元（4）根据控制器（3）的控制指令带动超声波探头（1）在空心轴（9）的内部沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述超声波振源晶片（11）在振动方向上的截面为矩形、梯形或三角形，平行于振动方向上的侧剖面为平面、凸面或凹面。

3.根据权利要求1所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述超声波探头（1）上固定安装有检测超声波探头（1）绕轴心线偏转角度的倾角传感器（16），倾角传感器（16）与控制器（3）通过有线电缆连接或无线通信的方式传输信号。

4.根据权利要求1所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述空心轴超声探伤装置还包括耦合液循环泵（6），所述耦合液循环泵（6）通过液体管路与导声单元（12）连接，耦合液循环泵（6）安装在空心轴（9）外部或安装在超声波探头（1）上。

5.根据权利要求1所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述空心轴超声探伤装置还包括显示器（7）和用户交互单元（8），显示器（7）与控制器（3）通过有线电缆或无线通信的方式连接，用户交互单元（8）采用键盘、鼠标、按钮开关和触控屏幕中的一种或几种的组合，用户交互单元（8）与控制器（3）通过有线电缆连接或无线通信的方式传输信号。

6.根据权利要求1～5任一权利要求所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述探头移动单元（4）为推拉杆式结构，包括推拉杆（411）、推进动力装置（412）和位移传感器（5）；推拉杆（411）的一端与超声波探头（1）固定连接，另一端与推进动力装置（412）固定连接；推进动力装置（412）带动推拉杆（411）沿轴向移动，超声波探头（1）在推拉杆（411）的带动下在空心轴（9）内部沿轴向移动；推进动力装置（412）与控制器（3）通过有线电缆连接或无线通信的方式传输信号；位移传感器（5）与推拉杆（411）、推进动力装置（412）或超声波探头（1）相连接，测量探头移动单元（4）的轴向位移量，并与控制器（3）通过有线电缆或无线通信的方式传输信号；所述位移传感器（5）采用旋转编码器、拉线编码器和加速度传感器中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求6所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述推拉杆（411）采用长直光杆、柔性软管、丝杠和多节连杆中的一种或几种的组合，推进动力装置（412）采用油缸、气缸或电动机。

8.根据权利要求1～5任一权利要求所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述探头移动单元（4）为腱绳拉动式结构，包括腱绳（421）、滑轮机构（422）、拉绳动力装置（423）和位移传感器（5）；所述拉绳动力装置（423）包括绕绳桶（424）和电机（425），腱绳（421）的一端与超声波探头（1）固定连接，另一端通过滑轮机构（422）与绕绳桶（423）固定连接；电机（425）的输出轴与绕绳桶（423）固定连接；位移传感器（5）与腱绳（421）、滑轮机构（422）或拉绳动力装置（423）连接，测量探头移动单元（4）的轴向位移量，并与控制器（3）通过有线电缆或无线通信的方式传输信号；所述位移传感器（5）采用旋转编码器、拉线编码器和加速度传感器中的一种或多种的组合。

9.根据权利要求1～5任一权利要求所述空心轴超声探伤装置，其特征在于：所述探头移动单元（4）为高压充气式结构，包括密封环（431）、进气阀（432）、排气阀（433）、气泵（434）、回收绳（435）和位移传感器（5）；密封环（431）固定在空心轴（9）的一端，进气阀（432）的一端与气泵（434）的出气孔通过气体管路连接，另一端与密封环（431）通过气体管路连接，排气阀（433）与密封环（431）之间通过气体管路连接；回收绳（435）的一端与超声波探头（1）固定连接，另一端与密封环（431）固定连接；位移传感器（5）与超声波探头（1）连接，测量超声波探头（1）的轴向位移量，并与控制器（3）通过有线电缆或无线通信的方式传输信号；所述位移传感器（5）采用旋转编码器、拉线编码器和加速度传感器中的一种或多种的组合。