专利名称：基于超声检测仪水浸探头喷水耦合装置的设计方法
技术领域：
本发明属于超声波探伤技术领域，尤其是涉及ー种基于超声检测仪水浸探头喷水耦合装置的设计方法。
背景技术：
现代エ业生产对金属等エ件的质量提出了较高的要求，这也促进了エ件探伤技术的发展。超声波探伤由于具备简单、高效、探伤周期短、成本低廉等优点，一直成为エ件探伤的主流方式。而在其基础上衍生的水浸湿探头检测又是方兴未艾的ー种技木。这种技木通过水为耦合介质，将超声波探伤仪发射的声波导入检测エ件，极大程度減少了超声波能量的损耗，但是对喷水探头的设计提出了较高的要求。 目前，现有的超声波喷水耦合探头大多为单ー的结构，工作时只能装配一种超声波探头，使用有限频率的声波检测金属。这样的探头控制不够灵活，也很难满足日益増加的金属探伤要求，并不能达到节能环保的要求。在目前已经问世的超声波探头中，如发明200920278316. I的“用于超声测厚和探伤检测的快门式喷水探头装置”具有自动打开快门，实现良好的喷水耦合测厚任务，但是不具备探伤功能，也无法根据检测材料的不同对喷头外形作出调整；再如发明03219895. 7的“横波喷水探头”能够有效提高检测精度，但是结构设计得较为复杂，不利于装拆和定期检查。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于超声检测仪水浸探头喷水耦合装置的设计方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下
步骤(I).測量超声探头的基本參数，包括探头前端、中端、后端直径与长度、发射超声波的频率；
1-1.通过游标卡尺测量获得超声探头的前端直径
<、前端长度�。�、中端直径rf2、中端长度I」、后端直径、超声波发射面直径< ;通过查
询得到超声探头的超声波发射频率M ;
步骤(2).根据超声探头的基本參数，确定入水导管、固定盖、混水腔売、导流环、混水腔盖、超声探头、过渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的參数；
2-1.第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的内径均为ゴ7,且与超声探头前端的超声波发射面直径相等，即= d4 ；
第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的长度分别为も、Irも、I6计算如下
由超声探头数据测得发射频率为M、晶片直径为ゴ4、水中焦距值为/ ；设声束在声透镜、耦合介质、エ件中都按直线传播，C1为有机玻璃声速；Cs2为耦合介质的声速，其中耦合介质为水，则水中焦距值/计算如下
权利要求
1.基于超声检测仪水浸探头喷水耦合装置的设计方法，其特征在于如下步骤 步骤(I).測量超声探头的基本參数，包括探头前端、中端、后端直径与长度、发射超声波的频率； 步骤(2).根据超声探头的基本參数，确定入水导管、固定盖、混水腔売、导流环、混水腔盖、超声探头、过渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的參数； 步骤(3).确定入水导管、固定盖、混水腔売、导流环、混水腔盖、超声探头、过渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的连接以及配合方式，使用solidworks软件建立喷头的三维模型并且导出设计图纸。
2.根据权利要求I所述的ー种基于超声检测仪水浸探头的喷水耦合装置的设计方法，其特征在于超声探头的基本參数的測量步骤如下 2 - I .通过游标卡尺测量获得前端直径式、前端长度 、中端直径^、中端长度I2、后端直径、超声波发射面直径 < ;通过查询得到超声探头的超声波发射频率Μ。
3.根据权利要求I所述的ー种基于超声检测仪水浸探头的喷水耦合装置的设计方法，其特征在于入水导管、固定盖、混水腔売、导流环、混水腔盖、超声探头、过渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的參数计算如下 3-1.第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的内径均为< ,且与超声探头前端的超声波发射面直径相等，即ゴ7 = d4 ； 第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的长度分别为も、i4、15、I6,计算如下 由超声探头数据测得发射频率为M、晶片直径为<、水中焦距值为/ ；设声束在声透镜、耦合介质、エ件中都按直线传播，C1为有机玻璃声速；C2为耦合介质的声速，其中耦合介质为水，则水中焦距值/计算如下
4.根据权利要求I所述的ー种基于超声检测仪水浸探头的喷水耦合装置的设计方法，其特征在于入水导管、固定盖、混水腔売、导流环、混水腔盖、超声探头、过渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的连接及配合方式如下 入水导管穿过固定盖上的圆心通孔混水腔壳螺纹连接；超声探头前端穿过混水腔売上的轴心通孔，后端穿过固定盖上的轴心通孔，中端卡在固定盖和混水腔壳之间；混水腔壳的前端与过渡管道后端螺纹连接；过渡管道中端设置有导流环，过渡管道前端与第一管道的一端螺纹连接，第一管道的另一端与第二管道的一端螺纹连接，第二管道的另一端与第三管道的一端螺纹连接，第三管道的另一端与第四管道的一端螺纹连接，第四管道的另一端出水。
5.根据权利要求I所述的ー种基于超声检测仪水浸探头的喷水耦合装置的设计方法，其特征在于喷头三维模型的建立、设计图纸的导出具体如下 将设计好的的參数输入到使用SolidWorks软件，自动生成喷头的三维模型，然后将三维模型转换为ニ维零件图及装配图后导出； 所述的设计好的的參数包括超声探头的前端直径<，前端长度< 中端直径,中端长度I后端直径,超声波发射面直径,超声波发射频率M，过渡管道内壁直径rf5 ,入水导管内径，入水导管外径i+f13 ,第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的内径，混水腔壳轴心通孔直径tfg,固定盖圆形通孔直径,导流环外径<0、内径,导流环对称凸起之间的距离Iii12，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的长度らも、I6,水中焦距值カ/，有机玻璃声速C11 ,耦合介质的声速C2 ,エ件中声波速度C3，晶片曲率半 径I·，探測深度为L，第一管道、第二管道、第三管道、第四管道总长度I，入水导管的数目N0
全文摘要
本发明公开了一种基于超声检测仪水浸探头喷水耦合装置的设计方法。本发明包括如下步骤步骤(1)测量超声探头的基本参数，包括探头前端、中端、后端直径与长度、发射超声波的频率；步骤(2)根据超声探头的基本参数，确定入水导管、固定盖、混水腔壳、导流环、混水腔盖、超声探头、过渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的参数；步骤(3)确定入水导管、固定盖、混水腔壳、导流环、混水腔盖、超声探头、过渡管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道的连接以及配合方式，使用solidworks软件建立喷头的三维模型并且导出设计图纸。本层流结构稳定、喷头简单、超声波探头稳固，且经济性与环保性。
文档编号G01N29/28GK102680585SQ201210174220
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者刘禹廷, 徐志农, 林嘉颖, 赵逸栋 申请人:浙江大学
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