[发明专利]一种EAST下偏滤器钨铜串的超声检测装置及方法

说明书

本发明属于核聚变装置制造技术领域，公开了一种EAST下偏滤器钨铜串的超声检测装置及方法，包括控制器、超声波探伤仪、架体、第一运动机构、第二运动机构、探头系统和支撑架；第一运动机构带动探头系统上下运动，第二运动机构带动支撑架旋转；钨铜串设置于支撑架；架体设置有隔板，隔板设置第一通孔，探头系统在第一通孔内上下运动，第一通孔下方设置有旋转组件用于带动支撑架旋转。有益效果：柔性集成式探头系统解决了探头在弯曲的钨铜串内通畅移动和对中难题，通过两轴运动结构和探头导向装置实现了探头从铬锆铜管内部实施的栅格扫查和信号采集，检测方法实现了铬锆铜/铜、铜/钨界面质量的检测，可实现EAST偏滤器的自动化超声检测。

技术领域

本发明涉及核聚变装置制造技术领域，特别是涉及一种EAST下偏滤器钨铜串的超声检测装置及方法。

背景技术

穿管式钨铜串是磁约束核聚变装置核心部件偏滤器靶板的关键零件，其制作流程主要有两步：第一步在合格的钨板上开圆形阵列通孔，通过浇铸工艺在通孔内壁浇铸一层1mm的无氧铜过渡层，然后加工成多个外方内圆的钨铜块。第二步通过铬锆铜管，将多个钨铜块连成一串，采用热等静压技术，实现钨铜块与铬锆铜管的连接，最终制成具有两层结合面(钨/无氧铜、无氧铜/铬锆铜)特征的钨铜串零件。在EAST聚变装置放电试验过程中，直接面向等离子体的钨铜串需要承受巨大的热载荷作用，而钨/无氧铜和无氧铜/铬锆铜结合面的质量直接影响部件的排热能力。EAST下偏滤器钨铜串高热负荷辐照指标为20MW/m²，其铬锆铜管的尺寸为φ15×1.5mm，弧段半径为R100mm。

EAST上偏滤器钨铜串高热负荷辐照指标为10MW/m²，其铬锆铜管的尺寸为φ15×1.5mm，弧段半径为R646.6mm。相比较EAST上偏滤器，EAST下偏滤器钨铜串的高热负荷辐照指标更高，而弧段半径更小，针对EAST上偏滤器钨铜串开发的超声检测方法和装置无法满足直接应用于EAST下偏滤器钨铜串的检测。

因此，需要开发新的检测装置，改进现有的超声检测方法，以满足EAST下偏滤器的无损检测技术要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种EAST下偏滤器钨铜串的超声检测装置及方法，实现对钨铜串的无损检测。

为了实现上述目的，本发明提供了一种EAST下偏滤器钨铜串的超声检测装置，包括：控制器、超声波探伤仪、架体、第一运动机构、第二运动机构、探头系统、和支撑架；所述控制器分别和第一运动机构、第二运动机构连接并分别向第一运动机构发送第一控制命令和第二控制命令；所述第一运动机构用于根据第一控制命令带动探头系统上下运动，所述第二运动机构用于根据第二控制命令带动支撑架旋转；所述控制器和超声波探伤仪的第一端口连接，所述超声波探伤仪的第二端口和探头系统连接；

所述架体上设置有一个隔板，所述隔板上设置有第一通孔，所述探头系统在第一通孔内上下运动，所述探头系统包括柔性杆和探头，所述探头设置在柔性杆的第一端；所述第一通孔下方设置有旋转组件，所述旋转组件包括第一组件和第二组件，所述第一组件的上端和隔板连接，所述第一组件的中部设置有配合第一通孔的第二通孔，所述第一组件为环状，所述第二组件环绕包围第一组件且第二组件和第一组件活动连接，所述第二组件下方设置有支撑架，所述支撑架用于安装钨铜串；所述架体上还设置有第一运动机构和第二运动机构，所述第一运动结构用于夹持柔性杆的第二端并使柔性杆在第一通孔内上下运动，所述第二运动机构用于带动第二组件旋转以使第二组件带动支撑架旋转。

进一步的，所述第一运动机构包括第一驱动器、第一联轴器、丝杠、滑台和探头夹持装置；所架体上设置有第一滑轨；所述第一驱动器设置于架体的上侧，所述第一驱动器通过联轴器带动丝杠旋转，所述丝杆上设置有滑台，所述滑台靠近探头系统的一侧设置有探头夹持装置，所述探头夹持装置用于夹持柔性杆的第二端，所述滑台靠近架体的一侧设置有第一凹槽，所述第一凹槽和架体上的第一滑轨配合，所述第一滑轨和探头系统的运动方向平行。