[实用新型]一种多种深度残余应力的检测与调控装置

说明书

本实用新型公开一种多种深度残余应力的检测与调控装置，包括集成模块；所述集成模块包括壳体、检测机构和调控机构；所述壳体包括外壳体和内壳体；所述检测机构包括超声激励换能器、超声接收器和两个透明楔形块，两个透明楔形块对称地设置在内壳体的两侧；所述超声激励换能器和超声接收器分别设置在两个倾斜安装面上；所述超声激励换能器采用多通道的结构；所述调控机构包括位于超声激励换能器和超声接收器之间的菲涅尔阵超声换能器，该菲涅尔阵超声换能器包括菲涅尔阵晶片和凸透镜；所述菲涅尔阵超声换能器采用多阵元结构。本实用新型不仅能够原地完成检测与调控工作，还能完成多种不同深度的检测与调控工作，有利于提高工作效率。

技术领域

本实用新型涉及残余应力检测与调控装置，具体涉及一种多种深度残余应力的检测与调控装置。

背景技术

工件在制作过程中，由于受工艺、材料等因素影响，将形成残余应力残余应力会降低结构的力学性能，同时分布不平衡的残余应力还是变形和开裂问题的关键诱因，极大地影响工件的疲劳强度和尺寸精度的稳定性。残余应力的存在使得工件存在安全隐患。

传统的应力检测方法可以分为接触式测量与非接触式测量，包括了盲孔法、环芯法、超声法、中子法和X射线衍射法(XRD)等等，其中盲孔法与环芯法这类接触式的检测方法，在测量的时会对材料造成损伤；XRD与中子法这类非接触式的检测方法，其应力检测仪器笨重，操作耗时且伴随着辐射，容易对人体造成损害。超声应力检测方法与上述方法相比，一方面不会损伤材料，另外一方面也不会对人体造成损害。具有探伤速度快，效率高、灵敏度高、易耗品极少，检查成本低、操作安全，简单轻巧等特点，超声检测广泛地应用于电力、石化、钢结构、压力管道、军工、机械等诸多领域，能够精确、无损伤的对工件内部中的多种缺陷进行测量、定位、评估以及诊断。

目前的残余应力的检测与调控装置，只能检测到超过安全标准的残余应力后，再移开检测装置并使用超声残余应力调控装置去消除应力，这样的应力消除方式存在二次定位不准，无法实时消除残余应力的问题，而且一次只能完成一个深度的检测和调控工作，效率有待提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述存在的问题，提供一种多种深度残余应力的检测与调控装置，该检测与调控装置不仅可以原地完成检测与调控工作，准确消除残余应力，而且还能完成多种不同深度的检测与调控工作，有利于提高工作效率。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种多种深度残余应力的检测与调控装置，包括滑动轨道以及设置滑动轨道上的集成模块；

所述滑动轨道上设有用于锁定集成模块的相对位置的锁定结构；

所述集成模块包括壳体、检测机构以及调控机构；所述壳体包括外壳体和内壳体；

所述检测机构包括超声激励换能器、超声接收器和两个透明楔形块，两个透明楔形块对称地固定设置在内壳体的两侧，两个透明楔形块上均设有倾斜安装面；所述超声激励换能器和超声接收器分别设置在两个透明楔形块的倾斜安装面上；所述超声激励换能器采用多通道的结构；

所述调控机构包括位于超声激励换能器和超声接收器之间的菲涅尔阵超声换能器，该菲涅尔阵超声换能器包括凸透镜、多个压电陶瓷片和多个菲涅尔阵晶片；所述菲涅尔阵晶片与压电陶瓷片相间设置；所述菲涅尔阵晶片采用多阵元结构，该菲涅尔阵晶片的阵元数为超声激励换能器或超声接收器的通道数的整数倍；所述凸透镜位于菲涅尔阵超声换能器的下方。

上述多种深度残余应力的检测与调控装置的工作原理为：

工作时，将工件水平放置在检测与调控区域中，在工件的上表面涂抹上耦合剂，使透明楔形块下端与工件的上表面接触，并移动外壳体将菲涅尔阵超声换能器定位在需要检测的位置区域中，通过锁定结构将整个集成模块的位置固定，同时使工件上表面与透明楔形块的下端紧密贴合。