[发明专利]具有自动施加耦合剂的超声波测量装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种具有自动施加耦合剂的超声波测量装置，该装置包括有超声波探头，该装置还包括有安装壳体和喷涂组件，超声波探头置于安装壳体中，并与安装壳体可拆卸式连接，喷涂组件固定在安装壳体上，且喷涂组件与超声波探头活动连接；测量时，外部待测螺栓装夹在安装壳体上后，超声波探头压紧外部待测螺栓头部，同时喷涂组件对超声波探头与外部待测螺栓的贴合面自动涂抹耦合剂。相比于现有技术，在本发明当中提供的螺栓测量装置在装夹外部待测螺栓的同时自动施加耦合剂，避免了人工涂抹耦合剂不定量、不均匀等影响超声波与外部待测螺栓的耦合关系的问题，保证螺栓测量过程便捷高效、测量结果可靠。

技术领域

本发明属于传感器制造领域，特别涉及具有自动施加耦合剂的超声波探头及其工作方法。

背景技术

螺栓作为一种结构简单，拆装方便的连接部件，在工业应用领域得到了广泛应用。在实际使用过程中，螺栓的常见失效形式主要有：受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形或螺栓拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂；受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或联接时常装拆，很可能发生滑扣现象，而这其中，受静载荷的螺栓因轴向预紧力不恰当而引起的螺母松脱或螺栓断裂为最常见的螺栓失效形式，而螺栓轴向预紧力的大小取决于施加在螺栓连接处的应力与扭矩大小。对于钢结构上的螺栓紧固件，为保证结构的安全性和可靠性，必须严格控制螺栓连接件的预紧力，必要时还需对在在役螺栓的工作应力状态进行监测。现有技术中，针对不同材质的螺栓的应力，有多种测试方法，用来测试螺栓连接时的应力或扭矩大小。现有技术中，常用的测试扭矩与应力的方法包括有：扭矩扳手法、应变片测试法、光折射法、磁敏电阻传感器法和超声波应力检测法。

超声波应力检测法作为近年来飞速发展的新型应力检测法，因其具有对人体无害、对被测物无损伤、测量速度快的特点，在越来越多的工业场合得到应用。使用超声波探头对螺栓应力检测时，由于空气与工程材料的声特性阻抗相差很大，为避免超声波探头与螺栓接触面之间存在空气间隙，使超声能量不能有效进入螺栓，实际应用中一般需在超声波探头与螺栓接触面之间涂抹耦合剂。在实际操作中，测量人员通常在超声波探头与螺栓接触面之间涂抹耦合剂后，手动将超声波探头贴紧螺栓接触面，但超声波探头与螺栓之间耦合的紧密程度也在很大程度上影响超声波检测螺栓应力的准确度，手动压紧超声波探头的操作在很大程度上一方面无法保证超声波探头测量的一致性，另一方面也向测试系统引入了偶然误差。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种安装外部待测螺栓的同时喷涂定量的耦合剂，避免人工喷涂耦合剂不均匀引起误差的具有自动施加耦合剂的超声波测量装置。

本发明的另一个目的在于提供一种具有自动施加耦合剂的超声波测量装置的工作方法，该方法基于本发明公开的测量装置，其操作性强、操作简单、测量结果可靠。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供具有自动施加耦合剂的超声波测量装置，该装置包括有超声波探头，该装置还包括有安装壳体和喷涂组件，超声波探头置于安装壳体中，并与安装壳体可拆卸式连接，喷涂组件固定在安装壳体上，且喷涂组件与超声波探头活动连接；测量时，外部待测螺栓装夹在安装壳体上后，超声波探头压紧外部待测螺栓头部，同时喷涂组件对超声波探头与外部待测螺栓的贴合面自动涂抹耦合剂。

安装壳体包括有外壳与探头压紧单元，探头压紧单元置于外壳中，探头压紧单元中设置有固定端与活动端，固定端与活动端之间可伸缩式连接，固定端与外壳固定连接，活动端与超声波探头可拆卸式连接。设置探头压紧单元，一方面方便安装超声波探头，另一方面利用探头压紧单元中活动端与固定端之间的可伸缩式连接关系方便将超声波探头压紧外部待测螺栓。