[实用新型]超声波轮式探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声波测量装置，尤其涉及一种用于钢轨探伤车的超声波轮式探头。

背景技术

超声波探伤作为无损检测的一种方式被广泛运用于多个技术领域，铁路系统对钢轨的检测就普遍利用超声波检测技术。列车的高速、高密、重载运行造成钢轨病害突出，对在列车间隔进行的探伤作业提出了更高的要求。在现有的探伤设备中，由超声波换能器即通常所说的探头，完成超声波的转化和发射、接收。目前，市场上常用的铁路探伤设备包括手推式探伤车和机动探伤车。手推式探伤车使用的为滑式探头，随着车轮的滚动，手推车在钢轨上移动，探头随之在钢轨上滑动，所述探头是具有不同折射角度的多个分离的探头。为使探头和钢轨耦合良好，必须在探头上施加一定的压力。由于探头在轨面的滑动导致探头保护靴的磨损，需要反复更换，增加了使用成本，而且如果钢轨轨面有不平整处，探头滑过这些地方时，有可能将探头卡住，导致探头损坏。同时，为了将超声波耦合到钢轨里去，必须在每一个探头前加一个滴水管，以水作为介质使超声波导入钢轨，超声波在钢轨里传播，遇到伤处将会反射，反射波被探头接收到经过一系列处理才能完成探伤任务，因此要用很大的水箱，使探伤车变得非常笨重。而大型机动探伤车虽然使用轮式探头，不仅全部依靠进口，价格昂贵，而且结构复杂。

发明内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种应用于钢轨探伤车的结构简单、成本低、使用寿命长的超声波轮式探头。

本实用新型超声波轮式探头，包括若干独立的超声波探头模块、安装探头模块的探头支架、耦合介质，探头支架通过定位轴和出线轴与探伤车相连，出线轴为开有探头总线出孔12的中空轴，探头模块设在探头支架的下方，探头支架的上方设带有密闭空腔的封水盒，探头连线封装于密闭空腔内，并通过总线出孔12引出，定位轴和出线轴上设有轴承、密封件、法兰盘，探头外轮通过外轮压环与法兰盘连接构成密闭空间，密闭空间内充耦合介质，探头模块、支架和封水盒浸在耦合介质中。

作为一种改进，探头支架底面设有若干个与水平方向成预定角度的斜面，在斜面上安装探头模块，斜面上方开有通向封水盒空腔的探头引线孔。

作为一种改进，斜面包括两个使超声波在钢轨中折射角为61°～70°的斜面、两个使超声波在钢轨中折射角为36°～47°的斜面和一个使超声波垂直进入钢轨的0°探头安装水平面。

作为一种改进，定位轴采用半圆轴结构，半圆平面与0°探头模块声束垂直。

作为一种改进，法兰盘与外轮压环的连接孔为螺纹底孔。

本实用新型超声波轮式探头将多组探头模块安装密封于一个探头外轮内，在不降低探伤效能的情况下，减少了出水口，结构简单、轻便实用，满足了探伤要求，并且改滑动摩擦为滚动摩擦，减小了与钢轨间的摩擦力，延长了探头的使用寿命、提高了探伤速度，而且生产成本低、易加工，使用维护成本低，零部件易更换。

附图说明

图1是本实用新型超声波轮式探头的结构示意图；

图2是图1所示超声波轮式探头的轴向剖面示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型超声波轮式探头主要包括：探头外轮1，若干独立的超声波探头模块13、15、16，封水盒2，安装探头模块的探头支架3，耦合介质18等。探头支架3为合金铝支架，也可以由其他材料制成，支架3的顶面为水平面。为减轻重量，在强度允许的情况下，可以将平面中间挖除一部分。支架3的底面具有多个探头模块安装面，安装面为与水平面成预定角度的斜面。当然，也可以将安装面做成水平面，而通过探头来改变控制角度。图1中包括两个使超声波以61°～70°折射角进入钢轨的安装斜面、两个使超声波以36°～47°折射角进入钢轨的安装斜面和一个使超声波垂直进入钢轨的0°探头的水平面。根据探头形状和尺寸的不同，安装面可以制成相应的形状和尺寸，优选的本实施例为70°探头模块15和37°探头模块16的安装面为长方形，长方形四角留有螺孔用来固定探头模块，在长方形平面上预留一个直通支架3顶部的圆孔作为0°探头模块13的安装位置，开口处留探头定位台，支架3顶面在圆孔两侧设置定位螺孔。

如图2所示，探头支架3用轴固定丝8一侧通过定位轴7、一侧通过出线轴11与探伤车相连。定位轴7轴端为半圆柱形，半圆平面与0°探头模块声束垂直，也可采用一固定角度，通过调整定位轴半圆平面水平夹角，来保证探头模块射入钢轨的超声声束的折射角的准确，并设置有轴定位孔6，用于与超声波探伤车之间的连接定位与固定。出线轴11为中空轴，开有探头总线出孔12，用来引出探头总线。