[发明专利]TOFD试块自动扫查装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波检测领域，具体指一种TOFD试块自动扫查装置。

背景技术

TOFD技术是一种基于衍射信号实施检测的技术，其利用波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的原理，采用一发一收两个宽带窄脉冲探头进行检测，探头相对于焊缝中心线对称布置。发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检工件中，其中部分波束沿近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被接收探头接收。接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置及其高度。TOFD技术具有检测灵敏度高，扫查速度快，对于裂纹、未熔合等面状危害性缺陷有极高的检出率，可及时成像且无辐射污染等许多优点。

根据TOFD检测标准NB/T47013.10-2010规定，利用TOFD技术进行设备缺陷的检测前，应采用对比试块进行检测设置与校准，采用模拟试块对检测工艺进行验证试验。试块调试的准确与否直接影响到实际检测质量，可以说试块扫查是TOFD检测的前提与依据。

现有的试块扫查装置通常包括一个扫查架，扫查架的下端设有带磁性的滚轮和编码器，要能够在试块平面内平稳地行走，至少需要三个滚轮来适配试块表面，通常采用对称设置的四个滚轮；而编码器一般连接在其中一个滚轮上；检测探头则对称设置在扫查架的下部。

试块扫查时，操作人员将扫查架放到试块表面上，用手推动扫查架沿着焊缝的长度方向匀速行走，检测探头和编码器的信号实时传递到处理模块上，处理模块绘制出扫查谱图，根据扫查谱图即可得知缺陷的结构以及所在位置。

但是，由于试块的制造成本非常昂贵，为了降低成本和重量，试块的长、宽尺寸都尽量的小。这样，当扫查架直接放置到试块表面进行扫查时，由于扫查架有一定的长度，因此不论将探头放在扫查架的哪个位置，长度方向上必有一部分试块是探头扫查不到的，也就是说探头对试块的扫查是不完整的，导致数据的不可用。

针对这种情况，人们设计了托台，在托台的表面上制造一个与试块同样结构的凹槽，检测时，将试块放置到凹槽内，使托台的表面和试块的表面位于同一个平面内。通过托台，扫查架得到了一个大于试块长度和宽度的行走平面，这样，扫查架上的探头能够在试块长度方向上进行全程扫查，从而避免检测死角。

但是，当扫查架上的磁性滚轮和探头从托台行走到试块表面时，在试块与托台表面的接缝位置，磁性滚轮和探头经过时均不可避免的会产生跳动，该跳动会导致数据丢失及图谱畸变，严重影响仪器调试的准确性。尤其是当调试厚度大于50mm的试块时，对多通道扫查结果的影响更加明显。并且，为了保证扫查精度，扫查架需要在平面上行走，这给凹槽的加工带来了非常苛刻的尺寸精度要求。

现有的各种手动扫查方式，不仅劳动强度大，而且调试校准质量受到诸多因素的影响，数据容易丢失和畸变，图谱还容易弯曲不直，不利于数据的判读和测量，采集到的图谱与实际情况存在误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能对TOFD试块进行平稳扫查的自动扫查装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该TOFD试块自动扫查装置，包括扫查架，其特征在于：所述扫查架套设在试块外侧，所述扫查架由X、Y、Z轴三维直线运动模组组成，X方向为扫查试块时的运动方向；该X轴直线运动模组的滑块上连接有编码器，并且所述编码器的输入轴通过滚轮滚动耦合在所述扫查架的不运动部分、试块表面或其它不运动物体的表面上；Z轴直线运动模组的滑块上连接有连接座，第一探头组设置在连接座上，并且所述连接座和第一探头组之间还设有能使所述第一探头组抵触在试块表面的第一弹性件；所述X轴直线运动模组采用电机驱动。

上述方案中，连接座的结构可以有多种，较好的，所述连接座包括与z轴直线运动模组的滑块相连接的基板，基板上设有第一滑轨，第一基座和第二基座分别相对于基板对称地滑动设置在第一滑轨上；所述第一探头组的两个探头分别设置在两个第一固定座上；这两个第一固定座分别通过第一连杆和第二连杆设置在第一基座和第二基座上，所述第一弹性件分别套设在第一连杆和第二连杆上，第一弹性件的两端分别抵触在对应的第一基座、第二基座和所述第一固定座上；所述第一连杆和第二连杆能分别相对于所述第一基座和第二基座上下移动。