利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，包括設(shè)有探測孔的探頭固定板、探測晶片傾斜設(shè)置的超聲波探頭和水嘴，還包括探頭壓緊蓋，所述探頭固定板水平設(shè)置且與固定架固定相連，所述超聲波探頭的探測端端面水平朝上、并穿過探測孔與探頭固定板頂面在同一水平面上，所述探測晶片從外到內(nèi)呈由高到低設(shè)置，所述水嘴固定于探頭固定板上、且水嘴朝上的出水口與探測孔相連通，所述探頭壓緊蓋開口朝上將超聲波探頭托住、并固定于探頭固定板上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、耦合效果好、誤報(bào)率低、不影響正常生產(chǎn)程序、備件維護(hù)成本低以及維護(hù)時(shí)間少，可以廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及冶金行業(yè)軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)現(xiàn)有的鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)相當(dāng)一部分從加拿大蒙特利爾NDT公司引進(jìn)，它由A探頭組、BD探頭組、C探頭組、DF探頭組和E探頭組構(gòu)成，分別檢測鋼軌軌頭、軌腰和軌底處的內(nèi)部質(zhì)量。檢測時(shí)鋼軌置于輥道上，在運(yùn)輸輥道的帶動下，穿過鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)，各超聲波探頭貼在鋼軌對應(yīng)的部位上，進(jìn)行鋼軌無損檢測。
[0003]其中，E探頭組用于檢測鋼軌底部中心處的缺陷，參見圖1，E探頭組的超聲波探頭2的探測面朝下緊貼住鋼軌7的軌腿7.1上斜面，作為耦合劑的水在重力作用下容易很快流失，導(dǎo)致耦合界面易產(chǎn)生氣泡以致耦合效果不佳。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，因耦合不佳造成E探頭組的超聲波探頭2誤報(bào)頻繁，誤報(bào)率高達(dá)8%，現(xiàn)有的應(yīng)對辦法主要采取復(fù)探的方式消除誤報(bào)，由于誤報(bào)率高，所以復(fù)探量大，已經(jīng)影響到了正常的生產(chǎn)程序。此外，E探頭組的超聲波探頭2依靠固定架(圖中未示出)自帶的OSOmm導(dǎo)輪(圖中未示出)定位，所述導(dǎo)輪與軌腿7.1側(cè)邊滾動摩擦，由于導(dǎo)輪與軌腿7.1接觸面小，壓強(qiáng)大，導(dǎo)輪容易磨損，造成鋼軌7運(yùn)動時(shí)超聲波探頭2位置經(jīng)常改變，使超聲波探頭2定位不準(zhǔn)，所以每周要更換一次導(dǎo)輪來保證E探頭組的超聲波探頭2定位準(zhǔn)確，增加了備件的維護(hù)成本和時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、耦合效果好、誤報(bào)率低、不影響正常生產(chǎn)程序、備件維護(hù)成本低以及維護(hù)時(shí)間少的利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，包括設(shè)有探測孔的探頭固定板、探測晶片傾斜設(shè)置的超聲波探頭和水嘴，還包括探頭壓緊蓋，所述探頭固定板水平設(shè)置且與固定架固定相連，所述超聲波探頭的探測端端面水平朝上、并穿過探測孔與探頭固定板頂面在同一水平面上，所述探測晶片從外到內(nèi)呈由高到低設(shè)置，所述水嘴固定于探頭固定板上、且水嘴朝上的出水口與探測孔相連通，所述探頭壓緊蓋開口朝上將超聲波探頭托住、并固定于探頭固定板上。
[0006]作為優(yōu)選方案，所述探測晶片與水平面的夾角a=17?20°C。
[0007]進(jìn)一步地，所述探測晶片與水平面的夾角a=18°C。
[0008]再進(jìn)一部地，所述探測孔是沿探頭固定板寬度方向設(shè)置的腰孔，所述探頭固定板底部設(shè)有探頭調(diào)節(jié)座，所述探頭調(diào)節(jié)座設(shè)有與超聲波探頭同軸配合的調(diào)節(jié)孔以及與調(diào)節(jié)孔同軸設(shè)置的調(diào)節(jié)筒，所述超聲波探頭依次軸向穿過調(diào)節(jié)筒、調(diào)節(jié)孔和探測孔，所述水嘴固定于探頭調(diào)節(jié)座上、且其出水口穿過探頭調(diào)節(jié)座與探測孔相連通，所述探頭壓緊蓋與調(diào)節(jié)筒同軸固定。
[0009]還進(jìn)一步地，所述探頭調(diào)節(jié)座設(shè)有與探頭固定板底部通過螺栓相連的調(diào)節(jié)板，所述調(diào)節(jié)板上與螺栓配合的螺栓孔是與探測孔相對應(yīng)的腰孔。
[0010]更進(jìn)一步地，所述探頭固定板頂部固定有耐磨板，所述耐磨板設(shè)有供超聲波探頭穿過的耐磨板孔，所述超聲波探頭的探測端端面與耐磨板頂面在同一水平面。
[0011]更進(jìn)一步地，所述耐磨板孔與探測孔形狀大小相同且同軸設(shè)置。
[0012]更進(jìn)一步地，所述耐磨板兩端分別設(shè)有導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板從內(nèi)到外呈由高到低傾斜設(shè)置、且其水平投影面為梯形。
[0013]更進(jìn)一步地，所述超聲波探頭沿探頭固定板長度方向前后設(shè)置有兩個(gè)。
[0014]更進(jìn)一步地，所述探頭固定板與固定在固定架上的氣缸的動力輸出端相連。
[0015]本實(shí)用新型的工作原理是這樣的:探頭固定板上的探測孔和耐磨板上的耐磨板孔設(shè)計(jì)均為腰孔，超聲波探頭在腰孔內(nèi)有IOmm左右的調(diào)節(jié)行程，這能保證超聲波探頭探測時(shí)能有一定的冗余度，使超聲波探頭能隨時(shí)調(diào)整到合適的探測位置從而保證清晰地接收到反射信號。整個(gè)利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置安裝在從NDT公司引進(jìn)的鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)的框架上，利用現(xiàn)有的鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)的控制和動力部件，將利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置安裝在鋼軌走鋼線下方，使利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置的中心線與走鋼線中心重合，平時(shí)不用時(shí)與鋼軌底面之間保持60_的安全距離，由于所述鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)的框架本身具有隨動性，能隨鋼軌走鋼線的左右擺動而擺動，所以這套利用二次波檢測鋼軌底部的探頭裝置也能隨鋼軌走鋼線同步擺動，保證了超聲波探頭時(shí)刻保持在最佳位置，不需要諸如導(dǎo)輪等輔助定位裝置，減少了備件成本，降低了維護(hù)時(shí)間。
[0016]探頭固定板兩端各設(shè)有光電開關(guān)，當(dāng)探頭固定板鋼軌出口的光電開關(guān)感應(yīng)到信號后開始檢測，探頭固定板在氣缸的推動下升起，貼緊鋼軌底面，超聲波探頭朝上貼住鋼軌底面后，超聲波探頭的探測晶片發(fā)出超聲波經(jīng)水耦合，從鋼軌底面進(jìn)入鋼軌內(nèi)部，傳播到軌腿上斜面，經(jīng)反射至鋼軌軌底中心部位，對鋼軌軌底中心處的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測:若此處有缺陷，超聲波在缺陷與鋼軌本體的界面上發(fā)生反射，反射波沿發(fā)射波傳播相反的方向傳播，被超聲波探頭接收，若無缺陷信號，則超聲波探頭接收不到反射信號；當(dāng)探頭固定板鋼軌入口處的光電開關(guān)感應(yīng)到信號消失后結(jié)束檢測，探頭固定板在氣缸帶動下落下。由于探測時(shí)鋼軌底面與耐磨板貼合緊密，且超聲波探頭水平朝上，能盛放作為耦合劑的水，水不致在重力作用下流失，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型中的超聲波探頭耦合效果好，探傷誤報(bào)率大幅降低。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:由于探傷掃描面是平面，且超聲波探頭水平朝上，所以耦合效果好，能大幅降低因耦合不佳造成的誤報(bào)率，復(fù)探量小，不影響正常的生產(chǎn)程序；其次，相對現(xiàn)有的檢測鋼軌底部的探傷裝置，本實(shí)用新型利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置探傷范圍覆蓋更大，增加了對軌腿的檢測面積；此外，利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置利用了鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)框架本身具有的隨動性，使超聲波探頭時(shí)刻保持在最佳位置，不需要諸如導(dǎo)輪等輔助裝置定位，減少了備件成本，降低了維護(hù)時(shí)間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的檢測鋼軌底部的探傷裝置探傷時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型的利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型的利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖4為圖2中探頭固定板的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為圖2中超聲波探頭的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為圖2中水嘴、探頭壓緊蓋和探頭調(diào)節(jié)座的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為圖7的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為圖2中耐磨板的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖10為圖9的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖11為本實(shí)用新型的利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置探傷時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0030]圖1中現(xiàn)有的檢測鋼軌底部的探傷裝置在【背景技術(shù)】中已有描述，在此不再贅述。
[0031]參見圖2至圖3，本實(shí)用新型的利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，包括設(shè)有探頭固定板1、超聲波探頭2、水嘴3、固定架(圖中未示出)、探頭壓緊蓋4、探頭調(diào)節(jié)座5、耐磨板6和氣缸(圖中未不出)。
[0032]參見圖4至圖5，所述探頭固定板I設(shè)有探測孔1.1，所述探測孔1.1是沿探頭固定板I寬度方向設(shè)置的腰孔，所述腰孔的長度為42mm，所述探頭固定板I水平設(shè)置、且與固定在固定架上的氣缸的動力輸出端相連。參見圖6，所述超聲波探頭2沿探頭固定板I長度方向前后設(shè)置有兩個(gè)，每個(gè)超聲波探頭2設(shè)有傾斜設(shè)置的探測晶片2.1，每個(gè)探測晶片2.1均從外到內(nèi)呈由高到低設(shè)置，在本實(shí)施例中，所述探測晶片2.1與水平面的夾角a =17?20°C，在最優(yōu)實(shí)施例中，所述探測晶片2.1與水平面的夾角a =18°C。所述超聲波探頭2的探測端端面設(shè)有耐磨粉層(圖中未示出)，超聲波探頭2的外徑為32mm。
[0033]參見圖7至圖8，所述探頭固定板I底部設(shè)有探頭調(diào)節(jié)座5，所述探頭調(diào)節(jié)座5設(shè)有與超聲波探頭2同軸配合的調(diào)節(jié)孔5.1、與調(diào)節(jié)孔5.1同軸設(shè)置的調(diào)節(jié)筒5.2以及與探頭固定板I底部通過螺栓固定相連的調(diào)節(jié)板5.3，所述調(diào)節(jié)板5.3上與螺栓配合的螺栓孔
5.3.1是與探測孔1.1相對應(yīng)的腰孔。參見圖9至圖10，所述探頭固定板I頂部固定有耐磨板6，所述耐磨板6設(shè)有耐磨板孔6.1，所述耐磨板孔6.1與探測孔1.1形狀大小相同且同軸設(shè)置。
[0034]所述超聲波探頭2的探測端端面水平朝上、并依次軸向穿過調(diào)節(jié)筒5.2、調(diào)節(jié)孔
5.1、探測孔1.1和耐磨板孔6.1,與耐磨板6頂面在同一水平面上。參見圖7至圖8，所述水嘴3固定于探頭調(diào)節(jié)座5上、且其朝上的出水口穿過探頭調(diào)節(jié)座5與探測孔1.1相連通，所述探頭壓緊蓋4開口朝上將超聲波探頭2托住、并與調(diào)節(jié)筒5.2通過螺紋同軸固定。
[0035]所述耐磨板6兩端分別設(shè)有導(dǎo)向板6.2，所述導(dǎo)向板6.2從內(nèi)到外呈由高到低傾斜設(shè)置、且其水平投影面為梯形。設(shè)置這種結(jié)構(gòu)是為了使鋼軌7與耐磨板6的接觸面積小，從而減小鋼軌7運(yùn)行時(shí)與耐磨板6之間的摩擦力，并防止鋼軌7撞擊探頭固定板I。
[0036]由于探頭固定板I上的探測孔1.1和耐磨板6上的耐磨板孔6.1設(shè)計(jì)均為腰孔，使超聲波探頭2在腰孔內(nèi)有IOmm左右的調(diào)節(jié)行程，這能保證超聲波探頭2探測時(shí)能有一定的冗余度，具體可做如下調(diào)節(jié):A、將樣軌(圖中未示出)放入鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)；B、松開與螺栓孔5.3.1配合的螺栓；C、不移動探頭固定板1，沿腰孔長度方向移動超聲波探頭2，同時(shí)沿軸向移動樣軌，使超聲波探頭2獲得最佳反射回波；D、調(diào)整儀器(圖中未示出)增益，使波高達(dá)到基準(zhǔn)波高；E、擰緊螺栓固定超聲波探頭2。整個(gè)利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置安裝在從NDT公司引進(jìn)的鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)(圖中未示出)的框架(圖中未示出)上，平時(shí)不用時(shí)與鋼軌7底面保持60mm的安全距離，由于所述鋼軌超聲波探傷系統(tǒng)的框架本身具有隨動性，能隨鋼軌走鋼線的左右擺動而擺動，所以這套利用二次波檢測鋼軌底部的探頭裝置能隨鋼軌走鋼線同步擺動，保證了超聲波探頭2時(shí)刻保持在最佳位置，不需要諸如導(dǎo)輪(圖中未示出)等輔助定位裝置。
[0037]具體探測時(shí)，由于探頭固定板I兩端各設(shè)有光電開關(guān)(圖中未示出)，當(dāng)探頭固定板I鋼軌出口的光電開關(guān)感應(yīng)到信號后開始檢測，探頭固定板I在氣缸的推動下升起，貼緊鋼軌7底面。參見圖11，超聲波探頭2朝上貼住鋼軌7底面后，超聲波探頭2的探測晶片2.1發(fā)出超聲波經(jīng)水耦合，從鋼軌7底面進(jìn)入鋼軌7內(nèi)部，傳播到軌腿7.1上斜面，經(jīng)反射至鋼軌7軌底中心部位，對鋼軌7軌底中心處的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測:若此處有缺陷，超聲波在缺陷與鋼軌7本體的界面上發(fā)生反射，反射波沿發(fā)射波傳播相反的方向傳播，被超聲波探頭2接收，若無缺陷信號，則超聲波探頭2接收不到反射信號；當(dāng)探頭固定板I鋼軌入口處的光電開關(guān)感應(yīng)到信號消失后結(jié)束檢測，探頭固定板I在氣缸帶動下落下。
【權(quán)利要求】
1.一種利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，包括設(shè)有探測孔(1.1)的探頭固定板(I)、探測晶片(2.1)傾斜設(shè)置的超聲波探頭(2)和水嘴(3)，其特征在于:還包括探頭壓緊蓋(4)，所述探頭固定板(I)水平設(shè)置且與固定架固定相連，所述超聲波探頭(2)的探測端端面水平朝上、并穿過探測孔(1.1)與探頭固定板(I)頂面在同一水平面上，所述探測晶片(2.1)從外到內(nèi)呈由高到低設(shè)置，所述水嘴(3)固定于探頭固定板(I)上、且水嘴(3)朝上的出水口與探測孔(1.1)相連通，所述探頭壓緊蓋(4)開口朝上將超聲波探頭(2)托住、并固定于探頭固定板(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述探測晶片(2.1)與水平面的夾角a=17?20°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述探測晶片(2.1)與水平面的夾角a=18°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述探測孔(1.1)是沿探頭固定板(I)寬度方向設(shè)置的腰孔，所述探頭固定板(I)底部設(shè)有探頭調(diào)節(jié)座(5)，所述探頭調(diào)節(jié)座(5)設(shè)有與超聲波探頭(2)同軸配合的調(diào)節(jié)孔(5.1)以及與調(diào)節(jié)孔(5.1)同軸設(shè)置的調(diào)節(jié)筒(5.2)，所述超聲波探頭(2)依次軸向穿過調(diào)節(jié)筒(5.2)、調(diào)節(jié)孔(5.1)和探測孔(1.1)，所述水嘴(3)固定于探頭調(diào)節(jié)座(5)上、且其出水口穿過探頭調(diào)節(jié)座(5)與探測孔(1.1)相連通，所述探頭壓緊蓋(4)與調(diào)節(jié)筒(5.2)同軸固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述探頭調(diào)節(jié)座(5)設(shè)有與探頭固定板(I)底部通過螺栓相連的調(diào)節(jié)板(5.3)，所述調(diào)節(jié)板(5.3)上與螺栓配合的螺栓孔(5.3.1)是與探測孔(1.1)相對應(yīng)的腰孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述探頭固定板(I)頂部固定有耐磨板(6)，所述耐磨板(6)設(shè)有供超聲波探頭(2)穿過的耐磨板孔(6.1)，所述超聲波探頭(2)的探測端端面與耐磨板(6)頂面在同一水平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述耐磨板孔(6.1)與探測孔(1.1)形狀大小相同且同軸設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述耐磨板(6)兩端分別設(shè)有導(dǎo)向板(6.2)，所述導(dǎo)向板(6.2)從內(nèi)到外呈由高到低傾斜設(shè)置、且其水平投影面為梯形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述超聲波探頭(2 )沿探頭固定板(I)長度方向前后設(shè)置有兩個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述利用二次波檢測鋼軌底部的探傷裝置，其特征在于:所述探頭固定板(I)與固定在固定架上的氣缸的動力輸出端相連。
【文檔編號】G01N29/22GK203479753SQ201320590965
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】朱小忠, 沙斌, 袁瑩, 肖業(yè)軍, 周雪清, 熊彩華, 汪洪明 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司