本發(fā)明涉及空心軸檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

目前高速運(yùn)行的動(dòng)車(chē)普遍采用空心軸，這樣既可減輕旅客列車(chē)的自重，又能提高旅客列車(chē)的速度。對(duì)空心軸的探傷不容忽視，它關(guān)系到旅客列車(chē)能否安全運(yùn)行。

目前國(guó)內(nèi)外空心軸超聲波探傷設(shè)備均以車(chē)軸內(nèi)孔為掃查接觸面，為實(shí)現(xiàn)對(duì)空心軸上不同類(lèi)型及走向缺陷的檢測(cè)要求，在掃查桿上會(huì)布置多個(gè)不同角度的常規(guī)超聲波探頭，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全軸探傷覆蓋。

傳統(tǒng)空心軸探傷裝置采用旋轉(zhuǎn)掃查方式，磨損高，旋轉(zhuǎn)電機(jī)、導(dǎo)電環(huán)等關(guān)鍵電氣部件需要定期維護(hù)，維護(hù)成本高，同時(shí)機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度過(guò)快，就會(huì)對(duì)超聲波耦合產(chǎn)生不良影響，影響設(shè)備檢測(cè)精準(zhǔn)性，因此限制了設(shè)備探傷檢測(cè)效率的提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置，解決目前技術(shù)中的空心軸超聲波檢測(cè)裝置采用旋轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)全軸探傷覆蓋，磨損高，同時(shí)會(huì)對(duì)超聲波耦合產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致檢測(cè)精準(zhǔn)性低的問(wèn)題。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置，包括掃查桿和推送桿，其特征在于，所述的掃查桿與推送桿連接，掃查桿的直徑與被檢測(cè)車(chē)軸內(nèi)徑匹配，掃查桿的圓周方向上均勻分布著環(huán)形陣列相控陣探頭，推送桿帶動(dòng)掃查桿軸向運(yùn)動(dòng)，環(huán)形陣列相控陣探頭對(duì)被檢測(cè)車(chē)軸進(jìn)行全范圍掃查。本發(fā)明所述的相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置在被檢測(cè)車(chē)軸的整個(gè)圓周方向上都設(shè)置超聲波探頭，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)需旋轉(zhuǎn)便可進(jìn)行全軸探傷覆蓋，降低磨損；同時(shí)沒(méi)有高速的機(jī)械旋轉(zhuǎn)，也對(duì)超聲波耦合提供了良好的環(huán)境，從而提高檢測(cè)精度，提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效性。本發(fā)明所述的相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置在圓周方向上的掃查速度可控可調(diào)節(jié)，比傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)掃查方式可以極大的提高探傷檢測(cè)效率，縮短檢測(cè)時(shí)間，降低檢測(cè)成本。

進(jìn)一步的，所述的環(huán)形陣列相控陣探頭沿軸向均勻設(shè)置有若干排探頭陣列，每一排的探頭陣列在圓周方向上由多個(gè)探頭晶片均勻排列組成。沿軸向設(shè)置多排超聲波探頭晶片可提高掃查覆蓋范圍，避免出現(xiàn)掃查死角，提高掃查效率。

進(jìn)一步的，所述的環(huán)形陣列相控陣探頭在不同的電子觸發(fā)下沿軸向、周向形成不同角度的掃查超聲波聲束，利用不同超聲波聲束角度的探頭來(lái)進(jìn)行檢測(cè)復(fù)核，從而提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和有效性，避免出現(xiàn)誤檢的狀況。

進(jìn)一步的，所述的環(huán)形陣列相控陣探頭在高速電子觸發(fā)下，通過(guò)不同的電子陣列時(shí)序?qū)崿F(xiàn)不同角度聲束沿車(chē)軸圓周方向依次分時(shí)觸發(fā)進(jìn)行掃查，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)軸360°全范圍覆蓋。本發(fā)明將沿圓周均勻設(shè)置的環(huán)形陣列相控陣探頭均分為若干組，每組單獨(dú)激發(fā)，避免超聲波聲束相互干擾，提高超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在整個(gè)圓周方向上的環(huán)形陣列相控陣探頭依次激發(fā)完成掃查后即可獲得整個(gè)圓周的全范圍檢測(cè)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，所述的掃查桿端部裝置刮油板，刮油板的直徑與被檢測(cè)車(chē)軸內(nèi)徑匹配。刮油板可以有效防止檢測(cè)用的耦合油殘留在空心車(chē)軸內(nèi)部造成污染，確?？招能?chē)軸良好的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)將耦合油刮出循環(huán)利用降低檢測(cè)成本。刮油板在掃查桿向被檢測(cè)車(chē)軸內(nèi)部插入時(shí)可對(duì)車(chē)軸內(nèi)孔殘?jiān)M(jìn)行預(yù)清理，避免殘?jiān)烊腭詈嫌蛢?nèi)影響檢測(cè)精確性。

進(jìn)一步的，所述的刮油板的圓周上還套裝有回油膠圈，回油膠圈與空心車(chē)軸內(nèi)壁貼合更緊密，從而提高回刮流入空心車(chē)軸內(nèi)耦合油的效率，提高清潔效果。

基于相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，檢測(cè)步驟包括：

A.將掃查桿插入到被檢測(cè)車(chē)軸內(nèi)，并利用推送桿將掃查桿推至車(chē)軸的另一端；

B.激勵(lì)環(huán)形陣列相控陣探頭對(duì)被檢測(cè)車(chē)軸進(jìn)行全圓周方向檢測(cè)；

C.通過(guò)推送桿帶動(dòng)掃查桿沿被檢測(cè)車(chē)軸的軸向回退移動(dòng)同時(shí)進(jìn)行步驟B，直至將整根被檢測(cè)車(chē)軸檢測(cè)完全。

本發(fā)明所述的檢測(cè)方法只需沿軸向帶動(dòng)掃查桿進(jìn)行探傷檢測(cè)，而無(wú)需高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，從而提高超聲波耦合環(huán)境，提高檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步的，所述的步驟B中，沿圓周方向依次分時(shí)激發(fā)環(huán)形陣列相控陣探頭的每組超聲波探頭晶片產(chǎn)生超聲波聲束，每組探頭獲得圓周方向上一個(gè)小角度的掃查數(shù)據(jù)，沿圓周方向依次分時(shí)激發(fā)后得到覆蓋整個(gè)360°的全軸圓周掃查數(shù)據(jù)。沿圓周方向依次激發(fā)超聲波探頭晶片，避免相互影響而降低檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，整個(gè)圓周上的超聲波探頭晶片激發(fā)一次后得到360°的全軸圓周掃查數(shù)據(jù)。沿圓周方向的激發(fā)速度可控，可以極大的提高探傷檢測(cè)效率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明所述的相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置在不旋轉(zhuǎn)的狀況下，只需沿圓周方向依次電子激發(fā)探頭晶片陣列即可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)軸360°全范圍掃查，消除機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)超聲波耦合的干擾，檢測(cè)速度和覆蓋率大大提高，檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也大大提高，還大大降低了檢測(cè)磨損，提高設(shè)備使用壽命；

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，制作成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置，無(wú)需旋轉(zhuǎn)，降低磨損，利用環(huán)形陣列式相控陣探頭實(shí)現(xiàn)全軸探傷覆蓋，檢測(cè)精準(zhǔn)性高，檢測(cè)效率高。

如圖1所示，一種相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置，包括掃查桿1和推送桿2，掃查桿1與推送桿2連接，掃查桿1的直徑與被檢測(cè)車(chē)軸3內(nèi)徑匹配，掃查桿1端部裝置刮油板5，刮油板5的直徑與被檢測(cè)車(chē)軸3內(nèi)徑匹配，刮油板5的圓周上還套裝有回油膠圈6。

掃查桿1的圓周方向上均勻分布著環(huán)形陣列相控陣探頭4，環(huán)形陣列相控陣探頭4沿軸向均勻設(shè)置有若干排探頭陣列，每一排的探頭陣列在圓周方向上由多個(gè)探頭晶片均勻排列組成，環(huán)形陣列相控陣探頭4在不同的電子觸發(fā)下沿軸向、周向形成不同角度的掃查超聲波聲束。推送桿2帶動(dòng)掃查桿1軸向運(yùn)動(dòng)，環(huán)形陣列相控陣探頭4對(duì)被檢測(cè)車(chē)軸3進(jìn)行全范圍掃查。環(huán)形陣列相控陣探頭4沿圓周方向均分為若干組，環(huán)形陣列相控陣探頭4在高速電子觸發(fā)下，通過(guò)不同的電子陣列時(shí)序?qū)崿F(xiàn)不同角度聲束沿車(chē)軸圓周方向依次分時(shí)觸發(fā)進(jìn)行掃查，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)軸360°全范圍覆蓋。在不旋轉(zhuǎn)的狀況下，只需沿圓周依次激發(fā)超聲波探頭晶片即可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)軸360°全范圍掃查，消除機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)超聲波耦合的干擾，提高檢測(cè)速度，提高檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

基于上述相控陣超聲波空心軸檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，檢測(cè)步驟包括：

A.將掃查桿1插入到被檢測(cè)車(chē)軸3內(nèi)，利用推送桿2將掃查桿1推至車(chē)軸的另一端；

B.激勵(lì)環(huán)形陣列相控陣探頭4對(duì)被檢測(cè)車(chē)軸3進(jìn)行全圓周方向檢測(cè)，沿圓周方向依次分時(shí)激發(fā)環(huán)形陣列相控陣探頭4的每組超聲波探頭晶片晶片產(chǎn)生超聲波聲束，每組超聲波探頭晶片晶片獲得圓周方向上一個(gè)小角度的掃查數(shù)據(jù)，沿圓周方向依次分時(shí)激發(fā)后得到覆蓋整個(gè)360°的全軸圓周掃查數(shù)據(jù)；

C.通過(guò)推送桿2帶動(dòng)掃查桿1沿被檢測(cè)車(chē)軸3的軸向回退移動(dòng)同時(shí)進(jìn)行步驟B，直至將整根被檢測(cè)車(chē)軸3檢測(cè)完全。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。