超聲波耦合裝置的製作方法
2023-09-20 01:21:15 2
專利名稱：超聲波耦合裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及連鑄坯純淨度的檢測設備，更具體地說，涉及一種超 聲波耦合裝置，該耦合裝置能夠直接在硫印樣品上實現超聲波的耦合聚焦， 便於對連鑄坯純淨度的檢測評價。
背景技術：
提高鋼的純淨度是當今鋼鐵生產的技術趨勢。鋼的純淨度包括鋼的化 學成分和內部夾渣(雜)情況兩個方面，但通常是指夾渣(雜)的情況， 包括鋼材內部夾渣(雜)的數量、種類、分布以及大小等信息。由於連鑄 坯溫度高，且表面粗糙，目前，用於在線檢測連鑄坯的純淨度情況的手段並不多。現階段能夠在線檢測鋼的純淨度的無損檢測(NDT)手段一般都 運用於坯材經過熱軋以後的生產線上，而熱軋工藝更上遊的連鑄坯生產階 段還未有採用。如果能夠通過對連鑄坯進行檢測，就能夠把握材料的純淨 度情況，從而預測後續的生產情況，為提高生產質量提供更多的信息。為此，我們進行過採用超聲波方法對連鑄坯內部的潔淨度情況進行檢 測評價的實驗研究，但是由於連鑄坯的外在狀態(高溫、表面粗糙)不利 於直接進行純淨度檢測，所以， 一般都需要先將坯料經過特殊製備成樣品 後再進行檢測評價，該方法雖然檢測的靈敏度可以達到很高，但這樣做需 要較多的人工和時間，影響了工作效率。為了克服這些弊端，我們又通過 直接在硫印樣品上採用聚焦超聲波的方法進行連鑄坯潔淨度的檢測評價， 大大的提高了潔淨度檢測的效率。在此需要說明的是，硫印是一種宏觀的 肉眼就可以分析觀察連鑄坯偏析情況的手段，煉鋼廠現場附近就配備有專 門的車間用於這項檢測，而硫印樣品是從連鑄坯的頭尾料上截取的，檢測 出硫印樣品的潔淨度即為相應連鑄坯的潔淨度。但是硫印樣品的體積較大， 重量約300kg左右，採用通常的水槽浸入方式來進行耦合聚焦超聲波，顯 然很不方便，檢測調節和移動均十分困難，無法較好的實現耦合，從而導因此，需要一種超聲波耦合裝置用於克服特殊製備樣品時間長、效率 低，以及使用硫印樣品在水槽中無法較好的實現耦合，檢測效果差的缺點。實用新型內容針對現有技術中存在的上述缺點，本實用新型的目的是提供一種超聲 波耦合裝置，該耦合裝置能夠直接在硫印樣品上進行超聲波耦合聚焦，從 而有利於硫印樣品和相應連鑄坯旳潔淨度情況的檢測評價。為實現上述目的，本實用新型釆用如下技術方案該超聲波耦合裝置包括本體、壓蓋、超聲波探頭和進水管，本體的底 部開口，內部為空腔結構，本體的上端面還開有探頭孔；壓蓋設於本體的 上端面上，並與本體的上端面壓緊固定；超聲波探頭穿過本體的探頭孔， 伸入本體內部；進水管分別穿過壓蓋和本體的上端面，與本體內部連接相 通。所述的本體的內部設有勻流盤，勻流盤上均勾開有數個勻流孔。 所述的勻流盤的數量為上下設置的兩層。所述的壓蓋上設有螺栓，通過螺栓分別穿過壓蓋和本體的上端面，與 本體的上端面壓緊固定；壓蓋上端還設有探頭導向套，並與探頭導向套連 接相通。所述的超聲波探頭的頭部穿過兩層勻流盤，尾部連接有電纜，並穿出 壓蓋伸入探頭導向套內。所述的本體的探頭孔內壁上還設有數個"0"型圈。 該耦合裝置還包括出水板和廢水回收管，出水板設於本體底部，中間 開有圓孔；廢水回收管設於本體側部，縱向穿過並貫通本體。 所述的本體、勻流盤和壓蓋的材料均為透明的有機玻璃。 在上述技術方案中，本實用新型的超聲波耦合裝置包括本體、壓蓋、 超聲波探頭和進水管，本體的底部開口，內部為空腔結構，上端面還開有 探頭孔；壓蓋設於本體的上端面上；超聲波探頭穿過本體的探頭孔，伸入 本體內部；進水管穿過壓蓋和本體的上端面，與本體內部連接相通。該耦合裝置的底部直接置於被測的硫印樣品上，使本體內部形成一個耦合用的 腔體，並通過進水管向本體內部注水，使超聲波探頭的聲能與水進行較好 的耦合，從而便於檢測硫印樣品及相應連鑄坯的潔淨度；通過均流盤對注水進行雙層均流，避免產生紊流而影響檢測效果；另外，還通過廢水回收 管在負壓作用下將耦合水進行回收，避免了現場操作環境的汙染。
圖l是本實用新型的超聲波耦合裝置的結構剖視示意圖；圖2是圖l所示的耦合裝置俯視示意圖；圖3是圖l所示的耦合裝置的勻流盤的俯視示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型的技術方案。 請結合圖1、圖2所示，本實用新型的超聲波耦合裝置10包括本體 11、壓蓋12、超聲波探頭13和進水管14，本體11可以為圓柱體結構， 也可以為矩形體結構，圓柱體結構為較佳，圖1、圖2中所示的耦合裝置 lO的本體ll即為圓柱體結構，本體ll的底部開口，內部為空腔結構，本 體ll的上端面的中心開有探頭孔。請結合圖3所示，本體ll的內部設有 勻流盤15，勾流盤15上均勻開有數個勻流孔151,勻流盤15的數量為上、 下設置的兩個較佳，作用是進行雙層勻流，確保超聲波探頭13和硫印樣品 之間的耦合水層不發生影響檢測結果的紊流，使得在超聲波探頭13的聲場 區域內形成穩定的耦合水層，從而達到在硫印樣品內部有效地聚集超聲能 量的目的。由於硫印樣品的厚度為約為80mm，因此選用長焦距的聚焦超 聲換能器作為超聲波探頭13，超聲波探頭13的頭部穿過探頭孔，伸入本 體ll內部，並穿過雙層勻流盤15;壓蓋12的水平面為圓形結構，設於本 體ll的上端面上，壓蓋12上設有螺栓16,圖2中所示的壓蓋12上均勻 設有三個內六角圓柱頭螺栓16，該螺栓16分別穿過壓蓋12和本體11的 上端面，使壓蓋12與本體11的上端面壓緊固定，並將超聲波探頭13固 定在本體ll內部。壓蓋12上端中心還設有探頭導向套17，並與探頭導向套17連接相通，超聲波探頭13的尾部連接有連接外部電源的電纜131, 並穿出壓蓋12伸入探頭導向套17內。探頭導向套17的作用是使超聲波 探頭13與外圍的掃查結構進行剛性連接。本體11的探頭孔內壁上還設有 數個"0"型圈18,用於探頭孔和超聲波探頭13之間的密封，防止進入本 體11內部的耦合水從探頭孔的溢出。該耦合裝置IO還包括出水板19和 廢水回收管20,出水板19設於本體11底部，中間開有圓孔；廢水回收管 20設於本體11側部，縱向穿過並貫通本體ll。另外，本體11、勻流盤 15和壓蓋12的材料均為透明的有機玻璃，在檢測過程中，便於觀察到超 聲波探頭13處可能會對超聲波檢査結果產生影響的異常情況。使用時，將本實用新型的耦合裝置IO直接置於被測的硫印樣品l上， 使得本體ll內部構成一個用於耦合的腔體，並將進水管14的一端與去氣 泡裝置、溢流閥和水泵依次連接相通，這樣可以通過水泵提供耦合用水給 溢流閥，並通過溢流閥來控制耦合用水流量和壓力的大小，從而保證耦合 用水的壓力穩定，再通過去氣泡裝置排除耦合用水中的氣泡，從而消除耦 合用水對檢測結果的影響。去氣泡的具體方法是在通水管路上設置節流孔， 並在節流孔後配置一個具有較大的氣泡排出管的容器，這樣便能夠起到消 除氣泡的作用。以上處理後的耦合用水通過進水管14注入本體11內部， 並通過雙層勾流，在超聲波探頭13的聲場區域形成穩定的耦合水層，並與 超聲波探頭13發出的超聲能量在本體11內部進行較好的耦合，從而實現 在硫印樣品1內部有效地聚集超聲能量，便於對連鑄坯的純淨度進行檢測 評價。為了保證耦合用水不汙染操作現場，通過廢水回收管20將流出排水 板的耦合廢水吸出，並排放到廢水箱內，即安全又環保。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權利要求書範圍內。
權利要求1.一種超聲波耦合裝置，其特徵在於該耦合裝置包括本體、壓蓋、超聲波探頭和進水管，本體的底部開口，內部為空腔結構，本體的上端面還開有探頭孔；壓蓋設於本體的上端面上，並與本體的上端面壓緊固定；超聲波探頭穿過本體的探頭孔，伸入本體內部；進水管分別穿過壓蓋和本體的上端面，與本體內部連接相通。
2. 如權利要求l所述的超聲波耦合裝置，其特徵在於 所述的本體的內部設有勻流盤，勻流盤上均勻開有數個勻流孔。
3. 如權利要求2所述的超聲波耦合裝置，其特徵在於 所述的勻流盤的數量為上下設置的兩層。
4. 如權利要求l所述的超聲波耦合裝置，其特徵在於 所述的壓蓋上設有螺栓，通過螺栓分別穿過壓蓋和本體的上端面，與本體的上端面壓緊固定；壓蓋上端還設有探頭導向套，並與探頭導向套連 接相通。
5. 如權利要求l-4中的任一項所述的超聲波耦合裝置，其特徵在於 所述的超聲波探頭的頭部穿過兩層勻流盤，尾部連接有電纜，並穿出壓蓋伸入探頭導向套內。
6. 如權利要求l所述的超聲波耦合裝置，其特徵在於 所述的本體的探頭孔內壁上還設有數個"0"型圈。
7. 如權利要求l所述的超聲波耦合裝置，其特徵在於 該耦合裝置還包括出水板和廢水回收管，出水板設於本體底部，中間開有圓孔；廢水回收管設於本體側部，縱向穿過並貫通本體。
8.如權利要求1-4中的任一項所述的超聲波耦合裝置，其特徵在於: 所述的本體、勻流盤和壓蓋的材料均為透明的有機玻璃。
專利摘要本實用新型公開了一種超聲波耦合裝置，該耦合裝置包括本體、壓蓋、超聲波探頭和進水管，本體的底部開口，內部為空腔結構，上端面還開有探頭孔；壓蓋設於本體的上端面上；超聲波探頭穿過本體的探頭孔，伸入本體內部；進水管穿過壓蓋和本體的上端面，與本體內部連接相通。該耦合裝置的底部直接置於被測的硫印樣品上，使本體內部形成一個耦合用的腔體，並通過進水管向本體內部注水，使超聲波探頭的聲能與水進行較好的耦合，從而便於檢測硫印樣品及相應連鑄坯的潔淨度；通過均流盤對注水進行雙層均流，避免產生紊流而影響檢測效果；另外，還通過廢水回收管在負壓作用下將耦合水進行回收，避免現場操作環境的汙染。
文檔編號G01N29/28GK201083725SQ20072007464
公開日2008年7月9日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者姚利松, 孫大樂, 恆 張, 張國星, 李小兵, 群 範 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司