[发明专利]超声探头适配器、超声测试方法以及超声测试系统

说明书

本发明涉及用于齿状测试样本的超声测试的超声探头适配器、用于检测齿状测试样本中的缺陷的超声测试方法和超声测试系统。特别是，本发明涉及一种用于齿状测试样本(特别是外部齿状测试样本(100、100’、101))的超声测试的超声探头适配器(1、1’)，该超声探头适配器包括：探头侧(10、10’)，该探头侧优选地在超声测试期间背对测试样本(100、100’、101)；测试样本侧(20、20’)，该测试样本侧优选地在超声测试期间面向测试样本(100、100’、101)；其中，探头侧(10、10’)和测试样本侧(20、20’)均具有：纵向长度(L)；厚度(D)，该厚度从探头侧(10、10’)延伸到测试样本侧(20、20’)；以及宽度(B)，该宽度与厚度(D)正交地且与探头侧(10、10’)的纵向长度和/或测试样本侧(20、20’)的纵向长度正交地延伸，其中，测试齿接部(21)布置在测试样本侧(20、20’)上。

技术领域

本发明涉及用于齿状测试样本(toothed test specimens)的超声测试的超声探头适配器、超声测试方法以及用于检测齿状测试样本中的缺陷的超声测试系统。

背景技术

超声测试属于无损测试方法，并且超声测试特别包括借助于超声检测材料中和/或上的缺陷。将超声测试用作声学方法允许还在嵌入式或无损状态下测试组件。超声测试的原理至少基于由超声装置发出的超声波在不同介质中以不同速度传播的事实。

超声测试特别用于具有声音传导行为的材料。超声测试特别用于检测例如焊缝、锻件和/或铸件中的内缺陷和外缺陷。超声方法另外用于检测位于材料或组件内部中的缺陷。这种缺陷例如可以为杂质、裂缝、空腔、分离点和/或边界的存在。

超声测试处理除了其它组件之外还使用发送超声信号或超声脉冲的发送和/或接收头。发送和/或接收头发送和/或接收例如纵波。在来自超声探头的声波进入材料时，波变换发生。测试通常利用横波来进行。两个波形在材料中的声速不同。纵波通常总是更快。

在还被称为声反射方法或脉冲回波方法的该超声方法的情况下，可以显示的最小缺陷大于所发送声波的波长的一半，这取决于材料的声速和超声探头的频率。然而，因为材料的微结构的晶界可能导致散射和吸收，所以频率级无法无限地增大，借此将减小穿透深度。因此，在具有粗糙结晶结构的材料的情况下，因为由单独晶界对超声信号施加的影响太强，所以无法使用高频。缺陷引起声波的偏离反射行为，使得反射行为可以用于缺陷检测。

关于齿轮的超声测试，必须满足各种需求。这些需求中的一个是还可以检测非常细小的缺陷，例如材料内部中的裂缝。而且，使得超声脉冲以足够准确度进入齿状组件的材料具有挑战性。这主要是由于非平滑或非平面齿轮面，该齿轮面更确切地说以一系列单独齿为特征。现有技术中已知的用于测试齿状组件的超声测试装置和超声方法提供各种优点，虽然如此，但改进的装置和方法是期望的。

用现有技术中已知的装置进行的齿状组件(特别是具有外齿的齿轮)的超声测试具有各种缺点，这些缺点在缺陷的不那么高效检测中大体表明它们自己。这特别可以由齿使得难以均匀地引入超声脉冲的事实来说明。另外，借助于已知装置和方法测试齿状组件需要人员和时间密集处理，其仅可以被自动化至有限程度。

发明内容

因此，本发明的目的是提供减少或消除以上所提及的缺点中的一个或更多个的超声探头适配器、超声测试方法以及超声测试系统。特别是，本发明的目的是提供允许组件(特别是风能设备的组件，特别是齿状组件，诸如叶片轴承)中的缺陷的改进和/或简化检测的超声探头适配器、超声测试方法以及超声测试系统。