[发明专利]一种超声波检测探头的标定装置及其工作方法

权利要求书

1.一种超声波检测探头的标定装置，该装置包括有：用于存储、分析、计算实验数据并控制整体装置正常工作的中央控制模块；用于对外部螺母施加定量载荷的载荷模块，所述中央控制模块与载荷模块电连接；其特征在于，该装置还包括有：底座，左侧板、右侧板、用于测试螺栓轴力的力传感器模块和用于测试螺栓应力的超声波模块，所述左侧板与右侧板均固定在底座上，三者围合形成半封闭空间，所述力传感器模块与超声波模块置于该半封闭空间中；所述力传感器模块的左端与左侧板固定连接，所述力传感器模块的右端与超声波模块的左端固定连接；所述载荷模块固定在底座上；装夹外部待测螺栓时，外部待测螺栓的头部与超声波模块的右端可拆卸式连接，其尾部与穿过右侧板并向右伸出，外部螺母穿接在外部待测螺栓上；测量过程中，所述载荷模块扭转外部螺母，使外部待测螺栓与外部螺母配合压紧右侧板。

2.如权利要求1所述的超声波检测探头标定装置，其特征在于，所述力传感器模块中包括有轴力传感器，所述轴力传感器的一端与左侧板固定连接，所述轴力传感器的另一端与超声波模块固定连接。

3.如权利要求2所述的超声波检测探头标定装置，其特征在于，所述超声波模块包括有外壳与超声波探头，所述超声波探头置于外壳中，且所述超声波探头与壳体可拆卸式连接；所述轴力传感器与外壳的左侧壁固定连接，外部待测螺栓的头部与外壳的右侧壁可拆式连接。

4.如权利要求3所述的超声波检测探头标定装置，其特征在于，所述超声波模块还包括有探头压紧组件，所述探头压紧组件包括有活动端与固定端，所述探头压紧组件的活动端与固定端弹性连接，所述探头压紧组件的固定端固定在外壳的左侧内壁上，所述探头探头压紧组件的活动端伸出，且所述超声波探头可拆卸式连接在探头压紧组件的活动端上；外部待测螺栓的安装在外壳上后，所述探头压紧组件的活动端带动超声波探头压紧外部待测螺栓的头部。

5.如权利要求4所述的超声波检测探头标定装置，其特征在于，所述右侧板上开设有螺栓伸出孔，外部待测螺栓装夹的过程中，外部待测螺栓的尾部从该螺栓伸出孔中伸出。

6.如权利要求1所述的超声波检测探头标定装置，其特征在于，所述载荷模块包括有电机和套筒，所述电机固定在底座上，且所述电机的输出轴与套筒的一端固定连接，所述套筒的另一端与外部螺母可拆卸式连接，且所述电机与中央控制模块电连接；所述电机启动时，所述电机带动套筒扭转对外部螺母施加定量扭矩载荷。

7.如权利要求6所述的超声波检测探头标定装置，其特征在于，所述载荷模块还包括有联轴器，所述联轴器置于电机与套筒之间，所述联轴器的一端与电机输出轴固定连接，所述联轴器的另一端与套筒固定连接。

8.一种超声波检测标定装置的工作方法，其特征在于，该方法包括有以下步骤：

S1：安装超声波探头：将超声波探头安装在探头压紧组件的活动端上；

S2：装夹待测件；

S3：调试初始测试条件到合适状态；

S4：中央控制模块控制载荷模块对待测件加载扭矩，记录此次测试的扭矩值W、轴力传感器测试的轴力值F和超声波探头测试的时差值T；

S5：改变加载扭矩，重复S4步骤n次，记录每一次测试的扭矩值Wn、轴力传感器测试的轴力值Fn和超声波探头测试的时差值Tn；

S6：计算并处理数据，得到测试结果。

9.如权利要求8所述的超声波检测标定装置的工作方法，其特征在于，所述S2：装夹待测件包括有以下子步骤：

S21：测试人员将超声波模块中的探头压紧组件推开，让出外部待测螺栓的安装空间；

S22：测试人员将外部待测螺栓安装在超声波模块的外壳上，保持外部待测螺栓的头部置于外壳内，所述尾部从右侧板上开设的螺栓伸出孔中伸出；

S23：测试人员松开手，探头压紧组件带动超声波探头自动紧贴外部待测螺栓的头部；

S24：测试人员将外部螺母置于右侧板的右侧，并将外部螺母松拧在外部待测螺栓上完成测试件的装夹。

10.如权利要求8所述的超声波检测标定装置的工作方法，其特征在于，所述S3：调试初始测试条件到合适状态包括以下子步骤：

S31：调整测试环境的温度、湿度条件，使其在测试过程中保持稳定；

S31：调整外部外部待测螺栓与外部螺母之间拧合状态，保持外部螺母远离右侧板，保证外部待测螺栓处于零轴力状态；

S33：调节轴力传感器的初始状态，保证其处于零受力状态。