專利名稱：用于檢測復合材料結構內凹r區(qū)的超聲換能器夾具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于復合材料結構無損檢測技術，涉及一種用于檢測復合材料結構內凹R 區(qū)的超聲換能器夾具。
背景技術：
隨著復合材料等在航空、航天、民航、交通、建筑、電力等工業(yè)領域的廣泛應用，基于復合材料等結構設計和結構制造的許多工程結構、復雜結構不斷在工程上得到應用，由于結構設計或承載考慮，在這類結構的過渡區(qū)或者連接部位會形成各種各樣的幾何內凹R 區(qū)，是無損檢測時難以接近的區(qū)域。這些內凹R區(qū)在復合材料等結構中起到非常重要的結構連接和載荷分配與承力作用，工程上，要求必須對復合材料結構內凹R區(qū)進行無損檢測。 檢測時，必須使入射聲波能夠有效地傳播到R區(qū)，同時又能使入射聲波在可能存在的缺陷周圍形成足夠的敏感反射和明確或者清晰的信號特征。為此，主要采用超聲斜入射反射法檢測，通過選擇入射聲波的入射角度，使入射聲波從非R區(qū)部位傳播到R區(qū)，盡可能使聲波入射方向與R區(qū)可能存在的缺陷取向垂直，以獲取最佳的檢測信號，進行缺陷的判別和檢測。目前，以手工接觸法掃查檢測為主。由檢測人員手持超聲換能器，一方面，使換能器沿被檢測復合材料結構內凹R區(qū)圓弧選擇合理的擺角，以盡量使入射聲波在內凹R區(qū)徑向獲得最佳入射角；另一方面，通過檢測人員手持換能器，使之沿被檢測復合材料內凹R區(qū)軸向掃查，實現(xiàn)對復合材料內凹R區(qū)軸向的超聲檢測。由于換能器的姿態(tài)和位置完全由操作人員手持懸浮控制，很難保證換能器與被檢測復合材料內凹R區(qū)表面之間能夠在整個軸向和圓弧方向上形成穩(wěn)定的位置耦合，從而難以保證換能器在被檢測復合材料內凹R區(qū)內形成穩(wěn)定的超聲檢測信號，嚴重影響檢測效果，容易導致漏檢和誤判。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測復合材料結構內凹R區(qū)的超聲換能器夾具， 以便保證超聲換能器與被檢測復合材料內凹R區(qū)表面之間能夠在整個軸向和圓弧方向上形成穩(wěn)定的位置耦合，進而保證形成穩(wěn)定的超聲檢測信號，提高檢測效果，避免漏檢和誤判。本發(fā)明的技術方案是用于檢測復合材料內凹R區(qū)的超聲換能器夾具，其特征在于，它由安裝導向座3、連接接頭4和耦合水管5組成；安裝導向座3的輪廓形狀是一個8面體,該8面體有一個面積較小的前斜面3a和平行于前斜面3a的、面積較大的后斜面3b，該 8面體有兩個面積和形狀相同的、輪廓為六邊形的、相互平行的側面3c,前斜面3a和后斜面 3b垂直于安裝導向座3的兩個側面3c,該8面體的上表面3d平行于下表面3e,上表面3d 和下表面3e垂直于側面3c，該8面體的左表面3f平行于右表面3g，左表面3f和右表面3g 垂直于側面3c ;在檢測時，安裝導向座3的左表面3f與被檢測復合材料內凹R區(qū)的一個側面貼合，安裝導向座3的下表面3e與被檢測復合材料內凹R區(qū)的另一個側面貼合，安裝導向座3的前斜面3a與被檢測復合材料內凹R區(qū)相對；在安裝導向座3上有一個貫通左表面3f和下表面3e的長槽3h，槽底與后斜面3b平行，長槽3h的兩個槽壁形成兩個相互平行的梯形導向板；在長槽3h的槽底中心有一個與后斜面3b垂直貫通的超聲換能器2的安裝孔 3i，在安裝孔3i內有與超聲換能器2的外螺紋配合的內螺紋；在安裝導向座3的上表面3d 上有一個與長槽3h的槽底貫通的上表面螺紋孔，一個連接接頭4固定端的外螺紋擰進上表面螺紋孔內，該連接接頭4的連接端與耦合水管5連接；在安裝導向座3的右表面3g上有一個與長槽3h的槽底貫通的右表面螺紋孔，另一個連接接頭4固定端的外螺紋擰進右表面螺紋孔內，該連接接頭4的連接端與耦合水管5連接。本發(fā)明的優(yōu)點是提供了一種用于檢測復合材料結構內凹R區(qū)的超聲換能器夾具，能保證超聲換能器與被檢測復合材料內R區(qū)表面之間能夠在整個軸向和圓弧方向上形成穩(wěn)定的位置耦合，進而保證了形成穩(wěn)定的超聲檢測信號，提高了檢測效果，避免了漏檢和誤判。
圖I是本發(fā)明的軸側結構示意圖。圖2是圖I的剖視圖，該剖面通過換能器2的軸線并垂直于安裝導向座3的前斜面3a，并且平行于安裝導向座3的側面3c。圖3是本發(fā)明中的安裝導向座3的軸側結構示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。參見圖I至圖3，用于檢測復合材料內凹R區(qū)的超聲換能器夾具，其特征在于，它由安裝導向座3、連接接頭4和耦合水管5組成；安裝導向座3的輪廓形狀是一個8面體，該8面體有一個面積較小的前斜面3a和平行于前斜面3a 的、面積較大的后斜面3b，該8面體有兩個面積和形狀相同的、輪廓為六邊形的、相互平行的側面3c，前斜面3a和后斜面3b垂直于安裝導向座3的兩個側面3c，該8面體的上表面 3d平行于下表面3e,上表面3d和下表面3e垂直于側3c,該8面體的左表面3f平行于右表面3g，左表面3f和右表面3g垂直于側3c ;在檢測時，安裝導向座3的左表面3f與被檢測復合材料內凹R區(qū)的一個側面貼合，安裝導向座3的下表面3e與被檢測復合材料內凹R區(qū)的另一個側面貼合，安裝導向座3的前斜面3a與被檢測復合材料內凹R區(qū)相對；在安裝導向座3上有一個貫通左表面3f和下表面3e的長槽3h，槽底與后斜面3b平行，長槽3h的兩個槽壁形成兩個相互平行的梯形導向板；在長槽3h的槽底中心有一個與后斜面3b垂直貫通的超聲換能器2的安裝孔3i，在安裝孔3i內有與超聲換能器2的外螺紋配合的內螺紋； 在安裝導向座3的上表面3d上有一個與長槽3h的槽底貫通的上表面螺紋孔，一個連接接頭4固定端的外螺紋擰進上表面螺紋孔內，該連接接頭4的連接端與耦合水管5連接；在安裝導向座3的右表3g上有一個與長槽3h的槽底貫通的右表面螺紋孔，另一個連接接頭4 固定端的外螺紋擰進右表面螺紋孔內，該連接接頭4的連接端與耦合水管5連接。本發(fā)明的使用方法是首先，根據(jù)被檢測復合材料結構I內凹R區(qū)相鄰兩側面所形成的夾角，選用與之相匹配的超聲換能器安裝導向座3，以保證在檢測時，安裝導向座3的左表3f與被檢測復合材料內凹R區(qū)的一個側面貼合，安裝導向座3的下表面3e與被檢測復合材料內凹R區(qū)的另一個側面貼合。檢測的方法是(I)將超聲換能器2通過其外螺紋安裝到安裝導向座3中的安裝孔3i中，旋轉超聲換能器2，使超聲換能器2的耦合頭與被檢測復合材料內凹R區(qū)表面接觸；(2)將超聲換能器2的信號接口端通過高頻信號線與復合材料超聲檢測儀器相應的端口相連，復合材料超聲儀器可選用北京航空制造工程研究所生產的FCC或MUT系列的儀器；(3)接通復合材料檢測儀器電源，并設置相應的工作參數(shù)；(4)將被檢測復合材料內凹R區(qū)表面用水刷濕，或者通過耦合水管5連接水源，提供水膜耦合用水；(5)轉動超聲換能器2，直至在復合材料檢測儀器屏幕出現(xiàn)正常的檢測信號指示， 又不影響超聲換能器2平滑移動為止；(6)沿被檢測復合材料內凹R區(qū)軸向移動安裝導向座3進行掃查。實施例被檢測復合材料結構I內凹R區(qū)相鄰兩側面所形成的夾角為90°，選擇如下的超聲換能器安裝導向座3，安裝導向座3的左表面3f與安裝導向座3的下表面3e的夾角為 90°。復合材料超聲儀器選用北京航空制造工程研究所生產的FCC-B的儀器。經過對長 3000mm 5000mm、寬IOOOmm 3000mm不等的多個批次和規(guī)格的實際復合材料結構內凹R 區(qū)進行系列的實際工程應用，取得了很好的實際檢測效果。
權利要求
1.用于檢測復合材料內凹R區(qū)的超聲換能器夾具，其特征在于，它由安裝導向座[3]、 連接接頭[4]和耦合水管[5]組成；安裝導向座[3]的輪廓形狀是一個8面體，該8面體有一個面積較小的前斜面[3a]和平行于前斜面[3a]的、面積較大的后斜面[3b]，該8面體有兩個面積和形狀相同的、輪廓為六邊形的、相互平行的側面[3c]，前斜面[3a]和后斜面 [3b]垂直于安裝導向座[3]的兩個側面[3c]，該8面體的上表面[3d]平行于下表面[3e]， 上表面[3d]和下表面[3e]垂直于側面[3c]，該8面體的左表面[3f]平行于右表面[3g]， 左表面[3f]和右表面[3g]垂直于側面[3c];在檢測時，安裝導向座[3]的左表面[3f]與被檢測復合材料內凹R區(qū)的一個側面貼合，安裝導向座[3]的下表面[3e]與被檢測復合材料內凹R區(qū)的另一個側面貼合，安裝導向座[3]的前斜面[3a]與被檢測復合材料內凹R區(qū)相對；在安裝導向座[3]上有一個貫通左表面[3f]和下表面[3e]的長槽[3h]，槽底與后斜面[3b]平行，長槽[3h]的兩個槽壁形成兩個相互平行的梯形導向板；在長槽[3h]的槽底中心有一個與后斜面[3b]垂直貫通的超聲換能器[2]的安裝孔[3i]，在安裝孔[3i]內有與超聲換能器[2]的外螺紋配合的內螺紋；在安裝導向座[3]的上表面[3d]上有一個與長槽[3h]的槽底貫通的上表面螺紋孔，一個連接接頭[4]固定端的外螺紋擰進上表面螺紋孔內，該連接接頭[4]的連接端與耦合水管[5]連接；在安裝導向座[3]的右表面[3g]上有一個與長槽[3h]的槽底貫通的右表面螺紋孔，另一個連接接頭[4]固定端的外螺紋擰進右表面螺紋孔內，該連接接頭[4]的連接端與耦合水管[5]連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于復合材料結構無損檢測技術，涉及一種用于復合材料內凹R區(qū)的超聲換能器夾具。其特征在于，它由換能器安裝導向座[3]、連接接頭[4]和耦合水管[5]組成。本發(fā)明專利提出了一種用于檢測復合材料結構內凹R區(qū)的超聲換能器夾具，能保證換能器與被檢測復合材料結構內凹R區(qū)表面能夠在整個軸向和圓弧方向上形成穩(wěn)定的位置耦合，進而保證了形成穩(wěn)定的超聲檢測信號，提高了檢測效果，避免了漏檢或者誤判。
文檔編號G01N29/22GK102590351SQ201210014648
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權日2012年1月18日
發(fā)明者劉松平, 劉菲菲, 史俊偉, 孟秋杰, 曹正華, 李樂剛, 白金鵬 申請人:中國航空工業(yè)集團公司北京航空制造工程研究所