[发明专利]一种水下超声悬浮场测量装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种水下超声悬浮场测量装置及使用方法。所述水下超声悬浮场测量装置包括调节机构、超声波发生装置、水箱、反射板和检测机构，所述调节机构用于安装并调节所述超声波发生装置和所述反射板在所述水箱内的位置，所述超声波发生装置用于产生超声波，所述检测机构用于检测超声辐射力的大小。本发明提供的水下超声悬浮场测量装置通过调整机构对超声波发生装置的和反射板的位置进行调整，从而可以测得多个不同位置的超声辐射力，进而测量出整个水下超声悬浮场分布，从而找到对电弧气泡稳定性最好的位置。

技术领域

本发明涉及超声辅助水下湿法焊接技术领域，特别是一种水下超声悬浮场测量装置及使用方法。

背景技术

水下焊接是海底石油开采、海洋工程制造、海底管道维修、海上舰艇应急修理与海上救助的关键技术。但是在水下湿法焊接中，电弧燃烧在气压稳定的电弧气泡中，周围水环境的强冷作用以及气泡的周期性上浮破裂会对电弧稳定性造成很大影响。而通过超声辅助水下湿法焊接，使得电弧气泡受到方向向下的超声辐射力作用，降低电弧气泡上升速率，减弱气泡破裂对湿法焊接的不利影响，提高焊接电弧稳定性，从而明显改善焊接质量。因此超声辅助水下湿法焊接中超声悬浮场的分布以及不同位置超声悬浮力的大小对于改进焊接质量至关重要。目前有写装置利用激光倍增光路测量声场扰动使得空气产生微小折射率变化造成的干涉条纹分布，但是该装置复杂，成本较高，且水流轻微流动会对光线造成巨大的影响。还有一些装置只能测量一个平面上超声辐射力的大小，超声悬浮场中不同空间位置点的超声辐射力大小无法测出。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种操作方便能够检测超声辐射力的大小的水下超声悬浮场测量装置及使用方法。

第一方面，提供一种水下超声悬浮场测量装置，包括调节机构、超声波发生装置、水箱、反射板和检测机构，所述调节机构用于安装并调节所述超声波发生装置和所述反射板在所述水箱内的位置，所述超声波发生装置用于产生超声波，所述检测机构用于检测超声辐射力的大小。

优选地，所述调节机构包括：

第一调节机构，所述超声波发生装置设置在所述第一调节机构上，所述第一调节机构能够调节所述超声波发生装置的位置；

第二调节机构，所述反射板设置在所述第二调节机构上，所述第二调节机构能够调节所述反射板的位置；和/或，

第三调节机构，所述第三调节机构能够同时调节所述超声波发生装置和所述反射板的位置。

优选地，所述第一调节机构和所述第二调节机构通过第二夹具安装在所述第三调节机构上，

所述第二夹具能够使所述第一调节机构和/或所述第二调节机构的调节方向与所述第三调节机构的调节方向之间形成夹角。

优选地，所述检测机构包括检测装置、重物和漂浮物，所述漂浮物位于所述超声波发生装置和所述反射板之间，所述重物和所述漂浮物通过柔性连接结构连接，所述重物放置在所述检测装置上，所述检测装置用于检测所述重物的作用力。

优选地，所述水箱内设置有转换机构，所述转换机构用于改变所述柔性连接结构的受力方向，使所述漂浮物和所述重物均能够受到所述柔性连接结构竖直向下的拉力。

优选地，所述转换机构构造为杠杆结构，所述杠杆结构的两端通过所述柔性连接结构分别与所述漂浮物和所述重物相连。

优选地，所述反射板上设置有第二通孔，所述柔性连接结构穿过所述第二通孔与所述漂浮物连接。

优选地，所述第二通孔的直径为1-2mm，

所述第二通孔设置多个，相邻两个所述第二通孔之间的距离为2-20mm。

优选地，所述水箱至少部分构造为透明结构。

第二方面，提供一种上述水下超声悬浮场测量装置使用方法，包括如下步骤：