[发明专利]用于超声检查的装置和系统

说明书

本公开描述用于超声检查的探头组件和检查系统的实施例。探头组件的设计包括装配到空心对象的膛孔中的构件。这些设计可结合电子器件，以产生波，以及检测可在空心对象中形成的大范围的异常(例如，横向裂纹、纵向裂纹和容积缺陷)。探头组件提供支承结构来操纵和操作膛孔中的这些电子器件。这个支承结构有利于信号例如从用作相控阵列的换能器元件传送出来。探头组件还包括流体循环系统和联接系统，其容许探头装置脱开和重新附连，以使探头装置(和探头组件的其它部件)与膛孔的大小匹配。这些系统允许流体和电信号循环通过探头组件。

技术领域

本文公开的主题涉及超声检查，而且在某些实施例中，涉及用来执行超声检查的装置和系统。

背景技术

超声检查采用探头装置来检测在直观上检查对象的期间不明显的异常。这个探头装置可结合一个或多个换能器，换能器响应于诸如电波形脉冲的刺激而产生声波。刺激会激励换能器，换能器又发射各种形式的声波。压缩波可用来检测在对象的材料内部出现的容积(volumetric)缺陷。剪切波可帮助识别在对象的外表面上形成的裂纹(例如，横向裂纹)和凹口(例如，纵向凹口)。探头装置通常包括覆盖换能器元件的材料件，或“楔形物”。楔形物起阻隔的作用，以保护换能器免受损害，而且起将声波从换能器传导到对象的表面的介质的作用。

检查管道、管子、轴和其它伸长对象会带来挑战，需要可靠的探头装置和检查系统。探头装置可能需要使用若干个换能器的组件，换能器产生特定形式的声波(例如压缩、剪切等)来检测某些类型的异常。此外，为了执行充分和彻底的检查，系统必须将探头装置定位在沿着对象长度的各种位置上。系统还必须询问沿着对象的长度的各个位置处的周向结构。

不幸的是，在对象中及其周围的空间限制可约束系统用来移动探头装置的促动机构的大小和/或范围。这些限制可妨碍使用可到达对象的膛孔和/或中心开口中以定位探头装置的伸长杆。膛孔的尺寸可进一步约束与探头装置进行信号和/或流体传送所必需的恰当的电缆敷设和/或外围装置。这些约束可妨碍使用例如相控阵列超声装置，相控阵列超声装置部署多个换能器来产生声波且动态地改变声波的方向和焦点。

以上论述仅仅是为了提供背景信息，而且不意于用来协助确定要求保护的主题的范围。

发明内容

本公开在下面描述了对超声检查的改进，而且特别地描述了用于对诸如轴、管道、管子等空心对象进行非破坏性测试的探头组件和检查系统。探头组件的设计可结合电子器件，以产生波，以及检测可在空心对象中形成的大范围的异常(例如，横向裂纹、纵向裂纹和容积缺陷)。探头组件还提供支承结构来操纵和操作膛孔中的这些电子器件。这个支承结构有利于将信号从例如换能器元件传送出来，换能器元件起相控阵列的作用。这些信号的示例限定可指示对象中存在异常的数据。

本公开在一个实施例中描述了一种用于超声检查的装置。该装置包括伸长本体，伸长本体具有第一端、第二端，以及在第一端和第二端之间延伸的纵向轴线。装置还具有设置在第一端附近的探头元件，探头元件包括第一组换能器。装置还具有与多个换能器联接的探头控制构件，探头控制构件具有用以产生信号来选择性地激励多个换能器中的一个或多个的硬件。探头装置进一步具有从伸长本体的第一端延伸到第二端的流体循环系统，流体循环系统具有在探头元件附近的第一端口。

本公开还在一个实施例中描述了一种用于检查空心对象中的异常的探头。探头包括：探头装置，其具有第一端和第二端；在第一端附近的探头元件；以及流体循环系统，其在第一端处具有第一端口，并且在第二端处具有第二端口。探头还具有与探头装置的第二端联接的旋转构件。旋转构件具有第一部分、相对于第一部分旋转的第二部分，以及联接第一部分与第二部分的联接结构，联接结构构造成容许流体和信号在第一部分和第二部分之间传送。