一種輪式超聲波傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及超聲波無損探傷范疇，具體是用于現場探測橡膠輸送帶劃痕和撕裂的 一種輪式超聲波傳感器。
【背景技術】
[0002] 帶式輸送機連續運輸能力強、運行效率高、易于實現自動控制，已經廣泛用于各種 大宗物料的運輸。輸送帶是帶式運輸機的重要組成部分，輸送帶主要有普通帆布芯皮帶， 合成纖維芯皮帶，鋼絲繩芯皮帶等。隨著皮帶輸送機朝著高速度，大規模、超長距離、大傾角 的方向發展，鋼絲繩芯皮帶也越來越得到廣泛的使用。鋼絲繩芯輸送帶極大地提高了拉伸 強度，但其縱向抗撕裂的能力卻沒有得到提高，僅為橡膠本身的強度，因而容易造成縱向撕 裂。帶式輸送機是廠礦生產運輸的大動脈，一旦發生縱向撕裂，將會帶來極大的直接和間接 損失；尤其是高速度、長距離、大傾角的鋼絲繩芯輸送帶，其損失更大。
[0003] 輸送帶縱向撕裂事故時有發生，價值數百萬元甚至更多的輸送帶，一旦發生縱向 撕裂事故，在很短時間內可能全部毀壞，造成巨大的經濟損失。即使能夠修補，也需要相當 的人力和時間，對正常生產產生極大的影響。近幾年中國皮帶輸送機的使用量越來越大，其 應用的范圍越來越廣，發生縱向撕裂的事故也越來越頻繁。
[0004] 研制一種可靠實用的輸送帶縱向撕裂監控裝置變的十分必要和緊迫，實現對輸 送帶縱向撕裂故障的及時發現、及時停機，將損失降低到最小。
[0005] 近年國內外對膠帶的運行理論、縱向撕裂機理和防撕裂應用技術進行過一定研宄 與開發，研制了多種多樣的撕裂監測裝置，歸納起來主要有以下幾種類型： (1)成像法 該方法利用表面變位傳感器(紅外或激光）測"裂縫"，主要采用高精度紅外線傳感器， 準確判斷皮帶裂縫的長度及寬度，也可監控皮帶表面的異常情況。系統由CCD高精度紅外 線傳感器、電源、程序控制器、總控制系統、聲光報警器、液晶顯示、防爆外殼及自動清洗裝 置等部分組成。系統上電后自動檢測皮帶機運行的速度，進入檢測狀態。當皮帶被異物穿 透導致皮帶出現撕裂裂縫、重疊、漏煤、帶寬變窄及異常跑偏時，檢測裝置能夠在最快的時 間內輸出跳閘信號，停止皮帶機的運行并發出聲光報警信號，提示用戶采取措施。由于輸送 系統運行環境一般比較差，粉塵、泥水容易污染監控談投資，所以需要采用噴洗水裝置，定 期對監控器表面的粉塵、污垢進行自動清洗，否則會使系統失效。
[0006] (2)嵌入法 這種方法通常是采用在皮帶中或是皮帶表面預埋設金屬導線、線圈、磁性物質或是某 種導電、導磁材料等方法，檢測設備通過監測皮帶中預埋物的完整性來判斷皮帶是否發生 縱向撕裂。
[0007] 19年代末，英、德就開始采用在皮帶中埋設金屬導線的方法。但由于皮帶的連續運 動，不可避免地會產生滾切的持續應力，使金屬導線遭受磨損而斷裂。為了克服這個缺點， 英國應用摩擦系數較小的聚脂纖維做成的空心管套在導線外面，并硫化在皮帶內，保護導 線不產生疲勞損壞。
[0008] 以前研制的在皮帶中埋設導線的檢測裝置的另一個缺點是導線和皮帶上的橡膠 混合物之間常因時間長而容易發生化學反應，從而破壞了導線接頭的導電性，導致誤動 作。為了解決這個問題，德國用直徑較小的鍍鋅鋼繩作為導線，該導線埋設在距皮帶承載而 一定距離的皮帶上面層內，平行于皮帶表面。在導線的接頭區內，相對的導線互相擰緊，導 線接頭處的折合端罩有輕合金護套，從而使導線避免接觸皮帶上部的橡膠混合物，提高了 系統的可靠性。還有些國家在皮帶中埋設導電橡膠、光導纖維等。此類保護裝置的缺點是 工藝復雜、成木高。另外，從某種意義上說，由于嵌入物與橡膠間有一個相融性的問題，如果 處理不善，會降低皮帶的強度。
[0009] 嵌入法檢測裝置在實際應用中有很大的局限性： ①、此類保護裝置是工藝復雜、成本高； 5)、無法應用于大量已經安裝運行的皮帶的檢測； ①、容易誤判斷，影響生產； ?、由于皮帶內嵌入檢測物質，對皮帶用戶的維護提出了更高的要求。
[0010] (3) X光透視法 X光透視檢測器X射線穿透材料時，材料如有局部性異常存在，則透過該部位射線強度 的衰減將出現與周圍正則透過該部位射線強度的衰減將常部位相異的值。這種檢測裝置通 過在膠帶內織入橫向的金屬片或金屬網，一旦縱向或者橫向撕裂，這些金屬片斷裂，X光透 視儀就會及時發出報警信號或使輸送機停機。
[0011] 優點：測量精度較高，不會發生誤動作。
[0012] 缺點：結構復雜，膠帶內襯入金屬網增加了皮帶成本；設備體積大；存在輻射。
[0013] (4)探漏法 采用探漏法作為縱向撕裂報警裝置，其核心思想是發生縱向撕裂后，在皮帶的撕裂處 有物料伸出皮帶裂縫或是物料泄漏。由此產生了棒型檢測器、弦線式裝置、漏料檢測器等。 棒型檢測器是把一根棒或管子彎曲成槽形托輥狀，安裝在槽形輸送帶下面的緩沖托輥之 間而成。這樣，如有刺穿輸送帶的物料，該物料將撥動槽形棒偏轉，迫使限位開關或載荷傳 感器動作，使帶式輸送機停止運轉。弦線式裝置與棒式檢測器相類似，該裝置由尼龍線作為 探頭，將其安置在緩沖托輥之間穿過小孔與槽形帶下表面貼合，線的一端裝一個彈簧限位 開關。當刺穿輸送帶的物料泮住此線時，把線拉斷或張力增加，均可使限位開關動作。漏 料檢測器由托盤、支點、平衡錘和開關等組成。當輸送帶被縱向撕裂后，輸送帶上的物料通 過裂口泄漏到托盤里，物料的重量克服平衡錘的重量，使整個裝置繞支點轉動，迫使限位 開關動作。
[0014] 由于探漏法是以皮帶縱向撕裂后裂口變寬，從而導致物料伸出或是泄漏的原理 為基礎，所以一旦皮帶撕裂后，如果皮帶沒有裂口或是裂口不夠寬，就不會發生物料伸出皮 帶裂縫或是泄漏，則這種方法將無法探測。當輸送帶被縱向撕裂后，只有輸送帶上有物料 且輸送帶的裂口足以使物料泄漏時，此裝置才能起作用，否則就沒有什么用途。
[0015] 綜上所述，至今仍沒有較為理想的，可以有效預防縱向撕裂的探測方法以及應用 于實踐的裝置。
【發明內容】
[0016] 本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種超聲波傳感器，有效地對橡膠輸送 帶縱向撕裂進行探測。
[0017] 本發明所采用的技術方案是：一種輪式超聲波傳感器，包括支撐架、輪軸、超聲 波發射或者接收器件、輪胎，輪軸安裝在支撐架上，輪軸中部有圓臺，輪軸中部圓臺的頂端 設安裝孔，其內裝有超聲波發射或者接收器件。輪軸兩端中空，其中一端與圓臺頂端的安 裝孔相通，另一端與輪胎內腔相通。兩個輪輞軸心內嵌軸承和軸向密封件，并套裝在輪軸 兩端，輪胎兩側分別被壓盤通過沉頭螺釘緊固安裝在輪輞上。輪胎內腔中空，充滿壓力為 15-lOpsi的透聲液。工作狀態下，輪胎向上正壓在輸送帶的下表面，輪胎在輸送帶靜摩擦力 作用下繞輪軸轉動，超聲波發射或者接收器件始終處于輪軸軸線的正上方。本發明裝置可 以在橡膠輸送帶的驅動下自由轉動，超聲波發射或者接收器件安裝在輪軸中部圓臺頂端， 通過透聲液和輪胎外膜發射、接收超聲波。
[0018] 作為一種優選方式：支撐架有兩個分叉支腿，每個分叉支腿上部有一個圓孔，輪軸 末端中部有圓臺，輪軸兩端通過圓孔固定安裝在兩個分叉支腿上。本優選方