一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀及其檢測方法與流程

本發明涉及一種水浸式超聲檢測儀,尤其是涉及一種可空間掃描的磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀及其檢測方法。

背景技術：

超聲檢測按探頭與試件接觸方式的不同可分為接觸法、電磁耦合法、液浸法。其中，接觸法要求超聲探頭與工件直接接觸，探頭容易受磨損；由于線圈從工件表面每提高一個繞線波長的距離，聲信號幅度就要下降107db和96db，會使探測結果產生較大誤差，因此電磁耦合法要求高頻線圈與工件之間的間隙不能太大；液浸法探頭不直接接觸工件，所以此方法適用于表面粗糙的試件，探頭也不易磨損，耦合穩定，探測結果重復性好，便于實現自動化檢測。液浸法的耦合劑可以是水和油，由于水廉價易得，水浸式超聲檢測儀在實際工程中得到更為廣泛地應用。

水浸超聲探傷根據實際應用場合的需要又可分為全部浸沒式和局部浸沒式。全部浸沒式適用于體積不大、形狀簡單的工件檢測，對于大體積工件的檢測，可運用局部浸沒式，其又分為噴液式、滿溢式和通水式。噴液式和滿溢式要求水一直在工件表面噴淋，會造成水資源的極大浪費，也會對工件和探傷元件表面造成一定程度的腐蝕。通水式在一定程度上可緩解水資源的浪費，但是對于表面凹凸不平的工件，通水式探頭不能與工件表面完全密封，也會造成一定程度的水資源浪費，并且其不適用于表面不平整的空間復雜曲面的超聲檢測。

技術實現要素：

針對以上水浸式超聲檢測儀存在的不足之處，本發明提出一種可空間掃描的磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，主要由空間曲面掃描單元和局部水浸式超聲波探傷單元組成，空間曲面掃描單元主要由一六自由度機械手臂和控制系統組成；局部水浸式超聲波探傷單元主要由超聲波探頭、貯水腔體、貯磁流體腔體、水循環管路、磁流體循環管路、磁感線圈、水泵和磁流體泵組成，流體輸送裝置為水泵和磁流體泵。局部水浸式超聲波探傷單元夾持在六自由度機械手臂上，控制系統控制六自由度機械手臂夾持著局部水浸式超聲波探傷單元在工件表面進行掃描，獲得復雜曲面工件的空間坐標數據，局部水浸式超聲波探傷單元開啟檢測，控制系統控制六自由度機械手臂夾持著局部水浸式超聲波探傷單元按照工件的空間坐標數據進行行走，超聲波探頭完成探傷。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，復雜曲面工件的空間坐標數據通過掃描工件表面獲得，探傷曲面的掃略軌跡由六自由度機械手臂執行。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，超聲波探頭安裝在貯水腔體內部，其與貯水腔體最底端的距離可調，以便達到超聲探頭與工件間的最佳探測距離。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，貯水腔體上開有進水管道、出水管道以及進磁流體管道、出磁流體管道；貯水腔體環壁下端面開有環形開口貯磁流體腔體，磁流體通過貯磁流體腔體下端的圓環形開口與被測工件接觸,貯磁流體腔體與進磁流體管道、出磁流體管道相連通，水泵和磁流體泵分別輸送水和磁流體，可現實水和磁流體在局部水浸式超聲波探傷單元內的自由流通。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，磁感線圈設在靠近貯水腔體環壁內部處，磁感線圈不與水接觸,同時磁感線圈位于貯磁流體腔體上端的一定距離處。通過調節磁感線圈內電流的大小，可調節磁感線圈所產生磁場的大小，進而實現對貯磁流體腔體內磁流體的穩定控制，從而使磁流體與不平整的被測工件表面緊密貼合，達到動態密封的目的。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，測試方法為：第一步，探傷前首先由控制系統控制六自由度機械手臂夾持著局部水浸式超聲波探傷單元在工件表面進行掃描，獲得復雜曲面工件的空間坐標數據，第二步，運用六自由度機械手臂將磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀定位至探傷面起點上方一定距離的位置，然后運用磁流體泵將一定量的磁流體沿磁流體進口管道注入貯磁流體腔體，與此同時將磁感線圈通入電流使其產生磁力以固定磁流體，待凸出腔體部分的磁流體與被探測工件完全接觸并密封后，將一定量的水注入貯水腔體內，第三步，超聲波探頭在六自由度機械手臂的帶動下根據所獲得得復雜曲面工件的空間坐標數據確定的探傷軌跡以水為介質對工件進行超聲波探傷并收集所得的探測數據，得到工件缺陷位置；最后，探傷結束后水和磁流體分別經出水管道和出磁流體管道被抽回，六自由度機械手臂夾持著局部水浸式超聲波探傷單元離開探傷表面，結束探傷任務。

本發明的有益之處為：本發明一種可空間掃描的磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀及其檢測方法能夠對表面不平整的空間復雜曲面進行探傷，可提高探傷的靈活性，避免水資源的浪費，并且由于水被控制在貯磁流體腔體內部范圍內，能夠避免傳統檢測過程中水對金屬元件表面的腐蝕和對重要電子元件的潮濕損壞。

附圖說明

圖1是本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀的整體結構圖。

圖2是磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀內部結構圖。

1-空間曲面掃描單元；2-局部水浸式超聲波探傷單元；3-進水管道；4-超聲波探頭；5-貯水腔體；6-出水管道；7-磁感線圈；8-進磁流體管道；9-貯磁流體腔體；10-工件缺陷；11-出磁流體管道；12-被測工件。

具體實施方式

本發明提出了一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，主要由空間曲面掃描單元1和局部水浸式超聲波探傷單元2組成，如圖1所示。空間曲面掃描單元1主要由一六自由度機械手臂和其控制系統組成。局部水浸式超聲波探傷單元2主要由超聲波探頭4、貯水腔體5、貯磁流體腔體9、進水管道3、出水管道6、進磁流體管道8、出磁流體管道11、磁感線圈7、水泵和磁流體泵組成，水泵通過進水管道3或出水管道6向貯水腔體5輸送或排出水；磁流體泵通過進磁流體管道8或出磁流體管道11向貯磁流體腔體9輸入磁流體或排出磁流體，如圖2所示，水泵和磁流體泵在圖中未示出。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，貯水腔體5上開有進水管道3、出水管道6以及進磁流體管道8、出磁流體管道11；貯水腔體5環壁下端面開有環形開口貯磁流體腔體9，貯磁流體腔體9與進磁流體管道8、出磁流體管道11相連通，水泵和磁流體泵分別輸送水和磁流體，可現實水和磁流體在局部水浸式超聲波探傷單元內的自由流通。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，磁感線圈7設在貯水腔體5環壁內部，并位于貯磁流體腔體9上端的一定距離處。通過調節磁感線圈7內電流的大小，可調節磁感線圈7所產生磁場的大小，進而實現對貯磁流體腔體9內磁流體的穩定控制，從而使磁流體與不平整的被測工件12表面緊密貼合，達到動態密封的目的。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測儀，測試方法為：第一步，探傷前首先由控制系統控制六自由度機械手臂夾持著局部水浸式超聲波探傷單元2在被測工件12表面進行掃描，獲得復雜曲面工件的空間坐標數據，第二步，運用六自由度機械手臂將局部水浸式超聲波探傷單元2定位至被測工件12探傷面起點上方一定距離的位置，然后運用磁流體泵將一定量的磁流體沿進磁流體口管道8注入貯磁流體腔體9，與此同時將磁感線圈7通入電流使其產生磁力以固定磁流體，待凸出腔體部分的磁流體與被探測工件12完全接觸并密封后，將一定量的水注入貯水腔體5內，第三步，超聲波探頭4在六自由度機械手臂的帶動下根據所獲得得復雜曲面工件的空間坐標數據確定的探傷軌跡以水為介質對工件進行超聲波探傷并收集所得的探測數據，得到工件缺陷10位置；最后，探傷結束后水和磁流體分別經出水管道6和出磁流體管道11被抽回，六自由度機械手臂夾持著局部水浸式超聲波探傷單元2離開探傷表面，結束探傷任務。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測方法中，探傷結束后先將水經出水管道6抽回后，向貯水腔體5內吹常溫空氣或熱空氣，使水汽完全蒸發，然后再將磁流體經出磁流體管道11抽回，防止磁流體中夾雜水汽，影響密封效果。

本發明一種磁流體密封局部水浸式超聲檢測方法中，還可以在貯磁流體腔體9側邊固定一個吹風機，超聲頭測試完成后的表面被吹風機吹干，水浸漬后立即吹干，降低殘留水汽對測試表面的負面作用。