[发明专利]一种磁流体密封局部水浸式超声检测仪及其检测方法

说明书

本发明公开了一种磁流体密封局部水浸式超声检测仪及其检测方法，检测仪由空间曲面扫描单元和局部水浸式超声波探伤单元组成，空间曲面扫描单元由一六自由度机械手臂和控制系统组成；局部水浸式超声波探伤单元由超声波探头、贮水腔体、贮磁流体腔体、水循环管路、磁流体循环管路、磁感线圈、水泵和磁流体泵组成；局部水浸式超声波探伤单元夹持在六自由度机械手臂上，按照工件的空间坐标完成探伤。本发明超声检测仪及其检测方法能够对表面不平整的空间复杂曲面进行探伤，可提高探伤的灵活性，避免水资源的浪费，并且由于水被控制在贮磁流体腔体内部范围内，能够避免传统检测过程中水对金属元件表面的腐蚀和对重要电子元件的潮湿损坏。

技术领域

本发明涉及一种水浸式超声检测仪,尤其是涉及一种可空间扫描的磁流体密封局部水浸式超声检测仪及其检测方法。

背景技术

超声检测按探头与试件接触方式的不同可分为接触法、电磁耦合法、液浸法。其中，接触法要求超声探头与工件直接接触，探头容易受磨损；由于线圈从工件表面每提高一个绕线波长的距离，声信号幅度就要下降107dB和96dB，会使探测结果产生较大误差，因此电磁耦合法要求高频线圈与工件之间的间隙不能太大；液浸法探头不直接接触工件，所以此方法适用于表面粗糙的试件，探头也不易磨损，耦合稳定，探测结果重复性好，便于实现自动化检测。液浸法的耦合剂可以是水和油，由于水廉价易得，水浸式超声检测仪在实际工程中得到更为广泛地应用。

水浸超声探伤根据实际应用场合的需要又可分为全部浸没式和局部浸没式。全部浸没式适用于体积不大、形状简单的工件检测，对于大体积工件的检测，可运用局部浸没式，其又分为喷液式、满溢式和通水式。喷液式和满溢式要求水一直在工件表面喷淋，会造成水资源的极大浪费，也会对工件和探伤元件表面造成一定程度的腐蚀。通水式在一定程度上可缓解水资源的浪费，但是对于表面凹凸不平的工件，通水式探头不能与工件表面完全密封，也会造成一定程度的水资源浪费，并且其不适用于表面不平整的空间复杂曲面的超声检测。

发明内容

针对以上水浸式超声检测仪存在的不足之处，本发明提出一种可空间扫描的磁流体密封局部水浸式超声检测仪，主要由空间曲面扫描单元和局部水浸式超声波探伤单元组成，空间曲面扫描单元主要由一六自由度机械手臂和控制系统组成；局部水浸式超声波探伤单元主要由超声波探头、贮水腔体、贮磁流体腔体、水循环管路、磁流体循环管路、磁感线圈、水泵和磁流体泵组成，流体输送装置为水泵和磁流体泵。局部水浸式超声波探伤单元夹持在六自由度机械手臂上，控制系统控制六自由度机械手臂夹持着局部水浸式超声波探伤单元在工件表面进行扫描，获得复杂曲面工件的空间坐标数据，局部水浸式超声波探伤单元开启检测，控制系统控制六自由度机械手臂夹持着局部水浸式超声波探伤单元按照工件的空间坐标数据进行行走，超声波探头完成探伤。

本发明一种磁流体密封局部水浸式超声检测仪，复杂曲面工件的空间坐标数据通过扫描工件表面获得，探伤曲面的扫略轨迹由六自由度机械手臂执行。

本发明一种磁流体密封局部水浸式超声检测仪，超声波探头安装在贮水腔体内部，其与贮水腔体最底端的距离可调，以便达到超声探头与工件间的最佳探测距离。

本发明一种磁流体密封局部水浸式超声检测仪，贮水腔体上开有进水管道、出水管道以及进磁流体管道、出磁流体管道；贮水腔体环壁下端面开有环形开口贮磁流体腔体，磁流体通过贮磁流体腔体下端的圆环形开口与被测工件接触,贮磁流体腔体与进磁流体管道、出磁流体管道相连通，水泵和磁流体泵分别输送水和磁流体，可现实水和磁流体在局部水浸式超声波探伤单元内的自由流通。

本发明一种磁流体密封局部水浸式超声检测仪，磁感线圈设在靠近贮水腔体环壁内部处，磁感线圈不与水接触,同时磁感线圈位于贮磁流体腔体上端的一定距离处。通过调节磁感线圈内电流的大小，可调节磁感线圈所产生磁场的大小，进而实现对贮磁流体腔体内磁流体的稳定控制，从而使磁流体与不平整的被测工件表面紧密贴合，达到动态密封的目的。