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专利名称：一种轮对超声波相控阵探伤机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属探伤技术领域，尤其涉及一种轮对超声波相控阵探伤机。
背景技术：
在对铁路货车各型轮对表层以下进行探伤时，常用超声波探伤方法。将探头安装 在探头安装架上，与超声波探伤仪相连接。通常，超声波在发射和反射时，声束都会产生扩 散，扩散角与晶片和发射源形状有关，单晶探头的晶片接收到的是一定范围内反射波的集 合波形，不能捕捉到反射波的全部扩散细节，也就无法获得有关反射源的形状信息，为了获 得有关反射源的形状信息，需要安装多个单晶探头，以便获得反射源的形状信息，从而进行 探伤缺陷的评估。

实用新型内容(一)要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是在用超声波技术对轮对表层以下结构进行探伤 时如何不用安装多个探头且能够方便地获得反射源的形状信息，从而方便地进行探伤缺陷 的评估。( 二 )技术方案为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。本实用新型提供了一种轮对超声波相控阵探伤机，包括探伤数据采集系统，所述 探伤数据采集系统包括2组轮座探头组件、超声波相控阵探伤仪和升降杆，所述轮座探头 组件固定连接于所述升降杆，并且所述轮座探头组件位于待测轮对的内侧，所述轮座探头 组件包括探头安装架和轮座探头，所述超声波相控阵探伤仪分别与所述轮座探头组件的轮 座探头连接。优选地，所述探伤数据采集系统还包括探头升降机构，所述探头升降机构分别与 机架的横梁和所述升降杆固定连接。优选地，所述探伤数据采集系统还包括支架，所述支架与所述升降杆固定连接，并 且与所述机架的支柱滑动连接。优选地，所述支架与所述机架的支柱通过直线导轨副滑动连接。优选地，所述探伤数据采集系统还包括2组轴端探头组件，同轴地安装于机架的 支柱上，所述轴端探头组件包括探头安装架和轴端探头，所述轴端探头分别连接于所述超 声波相控阵探伤仪。优选地，所述轮对超声波相控阵探伤机还包括设备电气控制系统，所述设备电气 控制系统包括工业控制计算机，所述工业控制计算机与所述轮座探头组件和轴端探头组件 连接，用于完成所采集的探伤数据信息的处理。优选地，所述设备电气控制系统还包括PLC。(三)有益效果[0015]与常规超声波检测相比，本实用新型的轮对超声波相控阵探伤机具有以下优点第一，用相控阵探头时，因阵列小晶片能分别独立接收反射波，由于小晶片接收波 形各不相同，因而能捕捉到反射波的扩散细节，所以可获得有关反射源的形状信息，从而可 方便探伤缺陷的评估。第二，通过动态控制声束的偏转和聚焦，能实现焦点的动态控制从而实现动态聚 焦检测，避免了频繁更换聚焦探头，提高了检测效果。

图1为依照本实用新型一种实施方式的轮对超声波相控阵探伤机结构示意图；图2为图1中A的局部放大图；图3为轴端探头组件的安装结构的示意图；图4为图3中A的局部放大图。
具体实施方式
本实用新型提出的轮对超声波相控阵探伤机，结合附图和实施例详细说明如下。所谓超声波相控阵检测，是利用若干阵元组成的阵列换能器(多晶片探头)，通过 控制各阵元的发射、接收，实现检测声束的控制的检测方法。如图1所示，依照本实用新型一种实施方式的轮对超声波相控阵探伤机，包括探 伤数据采集系统、机架3、探头组件安装与定位系统和设备电气控制系统。其中，探伤数据采集系统包括2组轮座探头组件1、2组轴端探头组件2和超声波 相控阵探伤仪5 ；探头组件安装与定位系统包括2组轮座探头组件升降机构4和2组轴端 探头组件横向移动定位机构6。轮座探头组件1包括探头安装架11和安装于其上的轮座探 头12，图2示出了探头安装架11的结构示意图，2组轮座探头组件1的探头安装架11与升 降杆101连接，2组轮座探头组件升降机构4设置于机架3的横梁31上，并且与升降杆101 固定连接，升降杆101与支架102固定连接，支架102通过直线导轨7、升降驱动板8与机架 3的支柱32滑动连接，轮座探头组件升降机构4运行时，带动升降杆101上下移动，从而带 动轮座探头组件1上下移动，在本优选实施例中，轮座探头组件升降机构4的驱动机构为减 速电机。图3示出了轴端探头组件的安装结构示意图，2组轴端探头组件2包括探头安装架 21和安装于其上的轴端探头22，2组轴端探头组件2分别同中心线地安装于2组轴端探头 横向移动定位机构6上；2组轴端探头横向移动定位机构6，分别同中心线地、可滑动地安装 于机架3的支柱32上，并且与支架102固定连接，这样，所述轴端探头组件不仅能随同轮座 探头组件升降机构4的操作上下运动，还能够随同相应的轴端探头横向移动定位机构6的 操作水平移动，在本实施例中，轴端探头横向定位机构6包括减速电机和丝杆。丝杠与轴端 探头组件2的安装架21可移动地连接，减速电机驱动丝杠，丝杠带动轴端探头组件2水平 移动。超声波相控阵探伤仪5位于左侧支柱32的底部，并分别连接2组轮座探头组件和2 组轴端探头组件2，能动态实时显示探伤部位A扫和B扫图像，存储记录探伤部位C扫展开 图和对应探伤轮对缺陷部位示意图。超声波相控阵探伤仪5在本实施例中优选为PA 4型 超声波相控阵探伤仪。如图4所示，在直线导轨7与升降驱动板8的外侧设有导轨护板9。设备电气控制系统包括PLC和工业控制计算机，采用上下位机结构型式，下位机为PLC，上位机采用PC机。其中，PLC只用于设备的安装调整和维护检修，主要执行操作控 制和信号指示，如轮对上、下料，探头移动，轮对驱动等操作的控制。PC机完成信号采集处 理、各种操作、输出打印、存储查询和局域网连网功能等。设备正常使用只需要操作微机界 面。本实用新型的超声波相控阵探伤机探伤工艺过程如下开启工业控制计算机一一 操作者输入权限进入操作界面一一推探伤轮对定位于轴端摄像位轴端标记摄像一一进入 设备自检显示界面(不正常停机)一一推入样轴轮对进入探伤灵敏度日常性能校验一一进 入探伤全过程微机操作控制一一轮对上料，定位一一探头移动并定位一一编码器定位一一 轮对旋 转一一耦合液供给一一 4个探头同时A扫和B扫左右卸荷槽和轮座一一动态实时显 示A扫和B扫图像一一实时处理和记录各部位C扫展开图一一定位定量定性判断缺陷一一 报表输出打印结果一一探头和编码器复位一一轮对下料。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领 域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和 变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应 由权利要求限定。
权利要求1.一种轮对超声波相控阵探伤机，包括探伤数据采集系统，其特征在于，所述探伤数据 采集系统包括2组轮座探头组件(1)、超声波相控阵探伤仪( 和升降杆(101)，所述轮座 探头组件(1)固定连接于所述升降杆(101)，并且所述轮座探头组件(1)位于待测轮对的内 侧，所述轮座探头组件(1)包括探头安装架(11)和轮座探头(12)，所述超声波相控阵探伤 仪( 分别与所述轮座探头组件(1)的轮座探头(1 连接。
2.如权利要求1所述的轮对超声波相控阵探伤机，其特征在于，所述探伤数据采集系 统还包括探头升降机构G)，所述探头升降机构(4)分别与机架(3)的横梁(31)和所述升 降杆(101)固定连接。
3.如权利要求2所述的轮对超声波相控阵探伤机，其特征在于，所述探伤数据采集系 统还包括支架(102)，所述支架(10 与所述升降杆(101)固定连接，并且与所述机架(3) 的支柱(3 滑动连接。
4.如权利要求3所述的轮对超声波相控阵探伤机，其特征在于，所述支架(102)与所述 机架(3)的支柱(3 通过直线导轨副滑动连接。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的轮对超声波相控阵探伤机，其特征在于，所述探 伤数据采集系统还包括2组轴端探头组件O)，同中心线地安装于机架(3)的支柱(32)上， 所述轴端探头组件( 包括探头安装架和轴端探头(22)，所述轴端探头0 分别连 接于所述超声波相控阵探伤仪(5)。
6.如权利要求5所述的轮对超声波相控阵探伤机，其特征在于，所述轮对超声波相控 阵探伤机还包括设备电气控制系统，所述设备电气控制系统包括工业控制计算机，所述工 业控制计算机与所述轮座探头组件(1)和轴端探头组件( 连接，用于完成所采集的探伤 数据信息的处理。
7.如权利要求6所述的轮对超声波相控阵探伤机，其特征在于，所述设备电气控制系 统还包括PLC。
专利摘要本实用新型提供了一种轮对超声波相控阵探伤机，包括探伤数据采集系统，所述探伤数据采集系统包括2组轮座探头组件(1)、超声波相控阵探伤仪(5)和升降杆(101)，所述轮座探头组件(1)固定连接于所述升降杆(101)，并且所述轮座探头组件(1)位于待测轮对的内侧，所述轮座探头组件(1)包括探头安装架(11)和轮座探头(12)，所述超声波相控阵探伤仪(5)分别与所述轮座探头组件(1)的轮座探头(12)连接。本实用新型的轮对超声波相控阵探伤机能够方便地获得有关反射源的形状信息，从而可方便探伤缺陷的评估。
文档编号G01N29/04GK201876439SQ20102061941
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者夏曲 申请人:北京聚龙科技发展有限公司