本发明涉及空心轴检测技术领域，尤其涉及一种相控阵超声波空心轴检测装置及检测方法。
背景技术：
目前高速运行的动车普遍采用空心轴，这样既可减轻旅客列车的自重，又能提高旅客列车的速度。对空心轴的探伤不容忽视，它关系到旅客列车能否安全运行。
目前国内外空心轴超声波探伤设备均以车轴内孔为扫查接触面，为实现对空心轴上不同类型及走向缺陷的检测要求，在扫查杆上会布置多个不同角度的常规超声波探头，再通过旋转运动实现对全轴探伤覆盖。
传统空心轴探伤装置采用旋转扫查方式，磨损高，旋转电机、导电环等关键电气部件需要定期维护，维护成本高，同时机械旋转速度过快，就会对超声波耦合产生不良影响，影响设备检测精准性，因此限制了设备探伤检测效率的提升。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种相控阵超声波空心轴检测装置，解决目前技术中的空心轴超声波检测装置采用旋转的方式实现全轴探伤覆盖，磨损高，同时会对超声波耦合产生不良影响，导致检测精准性低的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种相控阵超声波空心轴检测装置，包括扫查杆和推送杆，其特征在于，所述的扫查杆与推送杆连接，扫查杆的直径与被检测车轴内径匹配，扫查杆的圆周方向上均匀分布着环形阵列相控阵探头，推送杆带动扫查杆轴向运动，环形阵列相控阵探头对被检测车轴进行全范围扫查。本发明所述的相控阵超声波空心轴检测装置在被检测车轴的整个圆周方向上都设置超声波探头，从而实现了无需旋转便可进行全轴探伤覆盖，降低磨损；同时没有高速的机械旋转，也对超声波耦合提供了良好的环境，从而提高检测精度，提高检测数据的有效性。本发明所述的相控阵超声波空心轴检测装置在圆周方向上的扫查速度可控可调节，比传统的旋转扫查方式可以极大的提高探伤检测效率，缩短检测时间，降低检测成本。
进一步的，所述的环形阵列相控阵探头沿轴向均匀设置有若干排探头阵列，每一排的探头阵列在圆周方向上由多个探头晶片均匀排列组成。沿轴向设置多排超声波探头晶片可提高扫查覆盖范围，避免出现扫查死角，提高扫查效率。
进一步的，所述的环形阵列相控阵探头在不同的电子触发下沿轴向、周向形成不同角度的扫查超声波声束，利用不同超声波声束角度的探头来进行检测复核，从而提高检测的准确性和有效性，避免出现误检的状况。
进一步的，所述的环形阵列相控阵探头在高速电子触发下，通过不同的电子阵列时序实现不同角度声束沿车轴圆周方向依次分时触发进行扫查，实现对车轴360°全范围覆盖。本发明将沿圆周均匀设置的环形阵列相控阵探头均分为若干组，每组单独激发，避免超声波声束相互干扰，提高超声波检测数据的准确性，在整个圆周方向上的环形阵列相控阵探头依次激发完成扫查后即可获得整个圆周的全范围检测数据。
进一步的，所述的扫查杆端部装置刮油板，刮油板的直径与被检测车轴内径匹配。刮油板可以有效防止检测用的耦合油残留在空心车轴内部造成污染，确保空心车轴良好的运行状态，同时将耦合油刮出循环利用降低检测成本。刮油板在扫查杆向被检测车轴内部插入时可对车轴内孔残渣进行预清理，避免残渣混入耦合油内影响检测精确性。
进一步的，所述的刮油板的圆周上还套装有回油胶圈，回油胶圈与空心车轴内壁贴合更紧密，从而提高回刮流入空心车轴内耦合油的效率，提高清洁效果。
基于相控阵超声波空心轴检测装置的检测方法，其特征在于，检测步骤包括：
A.将扫查杆插入到被检测车轴内，并利用推送杆将扫查杆推至车轴的另一端；
B.激励环形阵列相控阵探头对被检测车轴进行全圆周方向检测；
C.通过推送杆带动扫查杆沿被检测车轴的轴向回退移动同时进行步骤B，直至将整根被检测车轴检测完全。
本发明所述的检测方法只需沿轴向带动扫查杆进行探伤检测，而无需高速旋转的运动，从而提高超声波耦合环境，提高检测数据准确性。
进一步的，所述的步骤B中，沿圆周方向依次分时激发环形阵列相控阵探头的每组超声波探头晶片产生超声波声束，每组探头获得圆周方向上一个小角度的扫查数据，沿圆周方向依次分时激发后得到覆盖整个360°的全轴圆周扫查数据。沿圆周方向依次激发超声波探头晶片，避免相互影响而降低检测数据的准确性，整个圆周上的超声波探头晶片激发一次后得到360°的全轴圆周扫查数据。沿圆周方向的激发速度可控，可以极大的提高探伤检测效率。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的相控阵超声波空心轴检测装置在不旋转的状况下，只需沿圆周方向依次电子激发探头晶片阵列即可实现对车轴360°全范围扫查，消除机械转动对超声波耦合的干扰，检测速度和覆盖率大大提高，检测数据的准确性也大大提高，还大大降低了检测磨损，提高设备使用寿命；
本发明结构简单，操作方便，制作成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开的一种相控阵超声波空心轴检测装置，无需旋转，降低磨损，利用环形阵列式相控阵探头实现全轴探伤覆盖，检测精准性高，检测效率高。
如图1所示，一种相控阵超声波空心轴检测装置，包括扫查杆1和推送杆2，扫查杆1与推送杆2连接，扫查杆1的直径与被检测车轴3内径匹配，扫查杆1端部装置刮油板5，刮油板5的直径与被检测车轴3内径匹配，刮油板5的圆周上还套装有回油胶圈6。
扫查杆1的圆周方向上均匀分布着环形阵列相控阵探头4，环形阵列相控阵探头4沿轴向均匀设置有若干排探头阵列，每一排的探头阵列在圆周方向上由多个探头晶片均匀排列组成，环形阵列相控阵探头4在不同的电子触发下沿轴向、周向形成不同角度的扫查超声波声束。推送杆2带动扫查杆1轴向运动，环形阵列相控阵探头4对被检测车轴3进行全范围扫查。环形阵列相控阵探头4沿圆周方向均分为若干组，环形阵列相控阵探头4在高速电子触发下，通过不同的电子阵列时序实现不同角度声束沿车轴圆周方向依次分时触发进行扫查，实现对车轴360°全范围覆盖。在不旋转的状况下，只需沿圆周依次激发超声波探头晶片即可实现对车轴360°全范围扫查，消除机械转动对超声波耦合的干扰，提高检测速度，提高检测数据准确性。
基于上述相控阵超声波空心轴检测装置的检测方法，其特征在于，检测步骤包括：
A.将扫查杆1插入到被检测车轴3内，利用推送杆2将扫查杆1推至车轴的另一端；
B.激励环形阵列相控阵探头4对被检测车轴3进行全圆周方向检测，沿圆周方向依次分时激发环形阵列相控阵探头4的每组超声波探头晶片晶片产生超声波声束，每组超声波探头晶片晶片获得圆周方向上一个小角度的扫查数据，沿圆周方向依次分时激发后得到覆盖整个360°的全轴圆周扫查数据；
C.通过推送杆2带动扫查杆1沿被检测车轴3的轴向回退移动同时进行步骤B，直至将整根被检测车轴3检测完全。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。