[发明专利]超声C扫用喷水耦合层流发生喷嘴

说明书

本发明涉及超声无损检测技术领域，尤其是一种超声C扫用喷水耦合层流发生喷嘴。其包括喷头，所述喷头内设置层流发生组件，所述层流发生组件能够将通过的水流变成层流状态，所述中间管一端将层流发生组件压紧在喷头内，中间管内设置稳流器，所述稳流器能够将水流由湍流变为相对平缓稳定的流动，后盖将稳流器压紧在中间管内；所述后盖上设置多个前后贯通的进水口，喷头出水端中心位置设置出水口，进水口和出水口朝向为同一方向。本发明的进水口和出水口朝向为同一方向，进水口和出水口同向设置能够减少扰流现象的出现，从而保证喷头喷出水柱的稳定，使得水柱处于层流状态。

技术领域

本发明涉及超声无损检测技术领域，尤其是一种超声C扫用喷水耦合层流发生喷嘴。

背景技术

超声C扫是常见的复杂构件无损检测方法，而喷水耦合又是最常用的超声无损检测的耦合方式，适用于大型复杂构件的无损检测，能够检测出大型复杂构件的多种缺陷。超声检测需要采用喷水耦合或水浸耦合等耦合方式，使用水或油等耦合液，在探头和被测工件间传递声波。为提高超声C扫检测的精度，早期就对超声C扫的耦合方式和耦合液的选择做过研究，由于大型复杂构件不适用于水浸耦合的方式，且还存在部分小型构件不适合长时间在水中浸泡，所以现在超声检测常使用喷水耦合的方式，由于喷水耦合的实用性，喷水耦合式超声C扫检测技术近年来发展迅速，许多中国企业和外国企业已经开始采用大型喷水超声C扫描技术对大型复合材料构件进行检测。

目前，喷水耦合还存在着一定的缺点，超声无损检测对信号传递的要求较高，复杂形状复合构件的超声检测由于信号衰减较大，常常影响到检测效果，特别与水浸超声检测技术相比，喷水耦合超声的声耦合稳定性不高，因此，研究并提升喷水耦合超声检测的声耦合稳定性是这一应用的关键。喷水式超声的声耦合稳定性与耦合水柱“质量直接相关，所选的耦合液，耦合液的流动状态，所产生的气泡、流速等因素都影响水柱质量。这些因素都与喷水系统的设计相关。因此需要根据应用需求进行喷嘴的结构设计，使喷出的水流稳定无气泡，进而减少超声C扫信号的衰减。

超声C扫喷水耦合最适合传递超声信号的水柱状态为层流，当处于层流状态时水柱的形状和完整性较好，且层流状态的水柱喷射到工件表面所造成的溅射也比较少，此时超声信号的声场比较稳定，超声波传递状态较好。水柱的喷射距离受重力和空气阻力的影响，喷嘴与工件相距过远，会存在向下的偏差和向四周的发散，而喷嘴与工件相距过近又易产生溅射，所以喷嘴与工件间的距离应保持合适的距离。而为了保证检测的信号，就必须使水柱在喷射距离内保持层流状态。根据雷诺数的方程可知，液体的层流状态与液体的流速、密度、粘度及管道特征长度都有关系，在耦合液确定的情况下，液体的流速及管道的特征长度影响较大，为了减少溅射又考虑到水柱受重力会有向下的偏差，在超声C扫的喷水耦合中，水的流速不宜过高也不宜过低。这时就只能考虑管径的问题来使喷射水柱处于层流状态，管径越小越容易产生层流，由于流量和出口口径的要求，可以采用多个毛细管并联的方式来使喷出的水流处于层流状态。

现有技术中，超声无损检测喷嘴的进出水口一般设置的方向不同，导致水在流动过程中产生紊流和气泡，影响层流状态的产生。同时，层流发生部分利用率低，层流发生结构不能够保证水流的层流状态稳定的产生，影响到超声C扫无损检测的结果准确性。

发明内容

本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的超声C扫用喷水耦合层流发生喷嘴，在规定流速下和检测要求距离内，能够喷出处于层流状态的水柱，并且避免水柱内产生气泡，满足超声C扫无损检测的需要。

本发明所采用的技术方案如下：

超声C扫用喷水耦合层流发生喷嘴，包括喷头，所述喷头两端分别为进水端和出水端，喷头的进水端通过螺纹连接中间管一端，所述中间管另一端通过螺纹连接后盖；所述喷头内设置层流发生组件，所述层流发生组件能够将通过的水流变成层流状态，所述中间管一端将层流发生组件压紧在喷头内，中间管内设置稳流器，所述稳流器能够将水流由湍流变为相对平缓稳定的流动，后盖将稳流器压紧在中间管内；所述后盖上设置多个前后贯通的进水口，喷头出水端中心位置设置出水口，进水口和出水口朝向为同一方向。