[发明专利]基于射频/微波技术的旋转式超声波探伤装置

权利要求书

1.一种基于射频/微波技术的旋转式超声波探伤装置，其特征在于，包括电机 传动单元、转子单元、定子单元；所述的转子单元包括空心轴(1)、多边形花栏架 (2)、超声波发射/接收模块(8)、旋转头内部的信号无线传输模块(9)、电耦 合铜环(7)、超声波探头架及超声波探头；所述的定子单元包括轴承(12)、水套 装置(10)、导套(11)、三抓定心装置(13)、碳刷架(16)和石墨碳刷(17)、 旋转头外部的信号无线传输模块(18)、基座(15)；

所述的多边形花栏架(2)和所述的电耦合铜环(7)分别布置固定于空心轴(1) 的两边；多边形花栏架(2)用于安装和固定超声波发射/接收模块(8)和旋转头内 部的信号无线传输模块(18)；电耦合铜环(7)用于耦合直流电源，给超声发射/ 接收模块(8)和旋转头内部的信号无线传输模块(9提供直流电；

所述的探头架(3)沿空心轴(1)周向位置均匀布置固定于多边形花栏架(2)和电 耦合铜环(7)之间，超声波探头纵伤探头(4)、分层测厚探头(5)及横伤探头(6) 分别固定于探头架(3)上；

所述的空心轴(1)两端固定于轴承(12)内，轴承(12)、水套装置(10)、 导套(11)、三抓定心装置(13)、碳刷架(16)、旋转头外部的信号无线传输模 块(18)和电机系统(19)固定于基座(15)上；水套装置(10)用于给空心轴(1) 内注入耦合用水；碳刷架(16)用于固定石墨碳刷(17)，石墨碳刷(17)通过与 电耦合铜环(7)接触，将直流电源持续、稳定的供给转子单元；导套(11)和三抓 定心装置(13)对被检测管材/棒材起到辅助导向和固定作用；电机系统(19)带动 转子单元转动。

2.根据权利要求1所述的旋转式超声波探伤装置，其特征在于，该装置通过转 子单元中的超声波发射/接收模块来激励超声波探头发射超声波信号，并接收由耦合 水、管材/棒材表面及内部反射回来的回波检测信号；超声波发射/接收模块接收到 的回波检测信号以有线的方式传输给旋转头内部的信号无线传输模块，旋转头内部 的信号无线传输模块对接收的回波检测信号进行压缩、打包、数字调制、高频放大 及加密一系列信号处理后，以射频/微波的形式，通过无线发射装置将信号传输出去， 该信号被放置在超声旋转头外部的信号无线传输模块接收到，由旋转头外部的信号 无线传输模块对接收到的信号进行解密、数字解调及信号重构处理，将接收到的射 频/微波信号还原为原始的回波检测信号，并以有线的方式传输到上位机上进行存 储、显示；上位机对转子单元处的超声波发射/接收模块和旋转头内部的信号无线传 输模块所发出的控制命令，与回波检测信号的无线传输方式、路径完全一样，只不 过传输方向相反。上位机发出的控制命令以射频/微波的形由旋转头外部的信号无线 传输模块发射出去，并由旋转头内部的信号无线传输模块进行接收处理，再以有线 的方式传输到转子单元的各执行机构。

3.根据权利要求1所述的旋转式超声波探伤装置，其特征在于，电机传动单元 与空心轴都装有皮带轮，在电机得电后，通过传动皮带带动空心轴原地旋转。被检 管材/棒材由传输辊道传送到超声旋转头的入口处，在导套和三抓定心的辅助导向作 用下，水平穿过空心轴的检测腔体；管材/棒材在空心轴的检测腔体内直线前进的过 程中，布置在空心轴上超声波探头随着空心轴在原地高速旋转，沿管材/棒材的周向 进行高速扫查；通过分别放置于超声旋转头内部和外部的信号无线传输模块，使得 回波检测信号和控制命令以射频/微波的形式，在转子单元处的超声波发射/接收模 块和外部上位机之间实现稳定可靠的自由通讯连接；超声探伤结果实时的显示到上 位机检测仪器上，并进行后续出具探伤报告及结果存储。

4.根据权利要求1所述的旋转式超声波探伤装置，其特征在于，所述多边型花 栏架(2)为形状规则的正四边形、正六边形或者正八边形。