专利名称：超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及铁路车辆安全检测技术领域，特别涉及一种超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置。
背景技术：
轮对是是铁路车辆走行部重要部件之一，轮对缺陷损伤会危及铁路运输安全。为确保行车安全，需要定期对车辆的轮对探伤，及时发现伤损，消除车轴裂损或者更换新轴，以确保车辆的运行安全。轮对镶入部的伤损检测传统主要是采用A型脉冲式超声波探伤仪进行，该检测技术采用的是单晶片探头，其发出的声束具有指向性，声束比较窄。同时仪器为A型显示，只能反应探头在某一点时反射体离探头的水平(深度)距离和反射波的波高，存在以下缺点:第一、声束较窄，覆盖面小，不能保证所有部位都能被声束覆盖，易造成漏探。第二、工艺复杂，不同型号的车轴，或者探头扫查位置不一致时，需要采用不同角度的探头进行扫查，因而检测效率较低。第三、反射体波形显示不直观，信息量少，对操作人员要求高，易造成误判。超声相控阵技术是一门新兴的无损检测技术，通过电子延时控制，利用波的叠加和干涉原理，形成动态扫查声束，最终合成检测图像，比传统超声波具有更高的缺陷检出率，更直观的缺陷反 射图像显示。优点表现在:第一、采用电子控制方法控制声束进行扫查，可在不移动或少移动探头的情况下，进行快速线扫查或扇形扫查，从而大提高了检测效率。第二、对声束角度进行控制，具有良好的声束可达性，通过多个检测角度的确定，可进行复杂形状和在役零件的检测。第三、通过动态控制声束偏转和聚焦，可实现焦点位置的动态控制，避免了普通聚焦探头为实现全深度聚焦检测而对不同深度范围频繁更换探头的麻烦。第四、B、C、D、S扫描成像比A显直观，便于伤损判断。因此超声相控阵检测技术应用于轮对镶入部检测，可克服传统单晶片横波斜探头及A型脉冲式超声波探伤仪的种种不足，但该检测技术应用于轮对镶入部检测没有相应的标准支撑，其声束覆盖程度及对缺陷检出能力的校验是其推广运用是急需解决的问题。
实用新型内容本申请所要解决的技术问题是提供一种能够方便快捷的校验超声相控阵检测系统检测轮对镶入部内部缺陷时产生的检测声束覆盖情况和缺陷检测能力，确保车辆的安全行驶提供保障的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置。为解决上述技术问题，本申请提供了一种超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，包括:表面刻有人工裂纹的灵敏度校验试块、相控阵探头、旋转支撑部分及超声相控阵探伤仪。所述灵敏度校验试块放置在所述旋转支撑部分的上方。所述相控阵探头设置在所述灵敏度校验试块的表面。所述相控阵探头与所述超声相控阵探伤仪连接。进一步地，所述旋转支撑部分包括:两个滚轮、两个支撑座、底座及两个转动轴。两个所述支撑座正对设置且分别固定在所述底座上。两个所述转动轴分别安装在两个正对设置的所述支撑座上。两个所述转动轴上分别套着一个所述滚轮。[0006]进一步地，所述旋转支撑部分为两个。进一步地，还包括楔块。所述相控阵探头通过所述楔块设置在所述灵敏度校验试块的表面。进一步地，所述相控阵探头为多晶片探头。进一步地，所述灵敏度校验试块为圆柱形结构。进一步地，所述轮对车轴在其轮座部位表面刻有16条人工锯口缺陷。16条所述人工锯口缺陷分为2组，一组8条人工锯口缺陷的深度均为1_，另一组8条人工锯口缺陷的深度均为0.5mm。两组人工锯口缺陷分别分布在所述轮对车轴的轮座的前后表面两侧。所述轮对车轴的轮座前肩向轮座内50mm的外侧惯性疲劳带内均布3条人工锯口缺陷，轮座后肩向轮座30_的内侧惯性疲劳带内均布2条人工锯口缺陷，外侧惯性疲劳带及内侧惯性疲劳带之间的区域均布3条人工锯口缺陷。深度为Imm的8条人工锯口缺陷与深度为0.5mm的8条人工锯口缺陷关于所述轮对车轴轴线对称。本申请提供的超声相控阵检测系统灵敏度校验装置，包括表面刻有人工裂纹的灵敏度校验试块及旋转支撑部分，能够方便快捷的校验超声相控阵探伤仪检测轮对镶入部内部缺陷时产生的检测声束覆盖情况和缺陷检测能力，确保车辆的安全行驶提供了保障。
图1为本申请实施例提供的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置主视图。图2为本申请实施例提供的图1中的A-A剖视图。图3为本申请实施例提供的图1中的B-B剖视图。图4为本申请实施例提供的从灵敏度校验试块的一侧看时的一组人工缺陷分布图。
具体实施方式
参见图1-图4，本申请实施例提供的一种超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，包括:表面带有人工锯口缺陷的灵敏度校验试块1、相控阵探头、旋转支撑部分、超声相控阵探伤仪及楔块4。灵敏度校验试块I采用轮对车轴。参见图4，灵敏度校验试块I在其轮座部位表面刻有16条人工锯口缺陷，16条人工锯口均缺陷采用线切割沿车轴圆周切线方向切入。第一组深度为Imm的8条人工锯口缺陷，分布轮座圆柱表面一半区域(即在灵敏度校验试块I的正前方所能看到的区域)，在轴向均匀分布，具体为:轮座前肩向轮座内50mm的外侧惯性疲劳带6内均布3条人工锯口缺陷，轮座后肩向轮座30mm的内侧惯性疲劳带7内均布2条人工锯口缺陷，外侧惯性疲劳带6及内侧惯性疲劳带7之间的区域均布3条人工锯口缺陷。另一组深度为0.5mm的8条人工锯口缺陷，分布轮座圆柱表面另一半区域，分布情况与第一组人工锯口缺陷的分布情况相同。深度为Imm的8条人工锯口缺陷与深度为
0.5mm的8条人工锯口缺陷关于轴线对称，均匀分布在整个轮座的圆柱表面。灵敏度校验试块I放置在旋转支撑部分的上方。相控阵探头设置在表面刻有人工裂纹的灵敏度校验试块I的表面。相控阵探头通过探头连接线与便携式超声相控阵探伤仪连接。下面进一步的对本申请实施例提供的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置的结构进行介绍:旋转支撑部分包括:两个滚轮5、两个支撑座2、底座3及两个转动轴。两个支撑座2正对设置且分别固定在底座3上。参见图2-图3，两个转动轴上分别套着一个滚轮5，两个转动轴分别安装在两个正对设置的支撑座2上，具体为:两个正对设置的支撑座2的中部靠上的位置分别开有两个孔，两对孔正对设置，两对孔的孔径略大于两个转动轴的外径。两个转动轴上分别套有一个滚轮5，两个转动轴的两端分别安装在两对正对设置的孔中。旋转支撑部分为两个，轮对I放置在两个旋转支撑部分的滚轮5上方。相控阵探头与楔块4固定连接，楔块4设置在轮对I表面。另外，相控阵探头为多晶片探头。本申请实施例提供的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置的工作原理如下:参见图1，在使用时，将灵敏度校验试块I放置于旋转支撑上。将灵敏度校验试块I放置于旋转支撑上，将楔块4置于灵敏度校验试块I表面涂有油的轴身上，保持相控阵探头位置不变，匀速旋灵敏度校验试块I 一周，利用相控阵探头不同晶片发出的各种角度的超声波声束而形成的扇形扫查。对分布在灵敏度校验试块I的镶入部内部深度分别为Imm和0.5mm共16个人工锯口缺陷进行全周的检测，以校验扇形扫查覆盖区域及检测灵敏度。超声相控阵探伤仪通过电子延时控制，激发探头各晶片发出声束，利用波的叠加和干涉原理，形成动态扫查声束完成对轮对镶入部(即轮座部)检测，同时探头接受各人工锯口缺陷形成界面反射回的声束信号，并传到超声相控阵探仪中，经处理合成检测图像显示在超声相控阵探伤仪荧光显示屏上。经检测后，深度为Imm的人工锯口缺陷能检测到，且能清晰显示分辨，表明超声相控阵探伤仪检测缺陷能力满足现行技术要求。0.5_深度的人工锯口缺陷能检测到，且能清晰显示分辨，表明超声相控阵探伤仪检测缺陷能力高于现行技术要求。通过以上校验，当灵敏度校验试块I轴上的16个人工锯口缺陷均被检测到，且能清晰显示、分辨时，表明灵敏度校验试块I符合缺陷检测探伤灵敏度要求且没有漏检区域，可投入轮对镶入部探伤检测。本申请实施例具有以下有益效果:1、能够方便快捷的校验超声相控阵探伤仪检测轮对镶入部内部缺陷时产生的检测声束覆盖情况和缺陷检测能力，确保车辆的安全行驶提供了保障。2、能确保超声相控阵探伤仪对轮对镶入部全面检测覆盖。3、能保证超声相控阵探伤仪检测达到检出深度分别为Imm (或0.5mm)人工缺陷当量缺陷的探伤灵敏度精确。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照实例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。
权利要求1.一种超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，其特征在于，包括:表面刻有人工锯口缺陷的灵敏度校验试块、相控阵探头、旋转支撑部分及超声相控阵探伤仪； 所述灵敏度校验试块放置在所述旋转支撑部分的上方； 所述相控阵探头设置在所述灵敏度校验试块的表面； 所述相控阵探头与所述超声相控阵探伤仪连接。
2.根据权利要求1所述的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，其特征在于，所述旋转支撑部分包括:两个滚轮、两个支撑座、底座及两个转动轴； 两个所述支撑座正对设置且分别固定在所述底座上； 两个所述转动轴分别安装在两个正对设置的所述支撑座上； 两个所述转动轴上分别套着一个所述滚轮。
3.根据权利要求2所述的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，其特征在于，所述旋转支撑部分为两个。
4.根据权利要求1所述的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，其特征在于，还包括楔块； 所述相控阵探头通过所述楔块设置在所述灵敏度校验试块的表面。
5.根据权利要求1所述的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，其特征在于，所述相控阵探头为多晶片探头。
6.根据权利要求1所述的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，其特征在于，所述灵敏度校验试块为轮对车轴。
7.根据权利要求6所述的超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，其特征在于，所述轮对车轴的轮座部位表面刻有16条人工锯口缺陷； 16条所述人工锯口缺陷分为2组，一组8条人工锯口缺陷的深度均为1_，另一组8条人工锯口缺陷的深度均为0.5mm ； 两组人工锯口缺陷分别分布在所述轮对车轴的轮座的前后表面两侧； 所述轮对车轴的轮座前肩向轮座内50mm的外侧惯性疲劳带内均布3条人工锯口缺陷，轮座后肩向轮座30_的内侧惯性疲劳带内均布2条人工锯口缺陷，外侧惯性疲劳带及内侧惯性疲劳带之间的区域均布3条人工锯口缺陷； 深度为Imm的8条人工锯口缺陷与深度为0.5mm的8条人工锯口缺陷关于所述轮对车轴轴线对称。
专利摘要本申请涉及铁路车辆安全检测技术领域，特别涉及超声相控阵探伤仪灵敏度校验装置，包括灵敏度校验试块、相控阵探头、超声相控阵探伤仪及旋转支撑部分。所述灵敏度校验试块放置在所述旋转支撑部分的上方。所述相控阵探头设置在所述灵敏度校验试块的表面。所述相控阵探头与所述超声相控阵探伤仪连接。本申请提供的超声相控阵检测系统灵敏度校验装置，能够方便快捷的校验超声相控阵探伤仪检测轮对镶入部内部缺陷时产生的检测声束覆盖情况和缺陷检测能力，确保车辆的安全行驶提供了保障。
文档编号G01N29/30GK202939160SQ20122066403
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者石胜平, 魏波滢, 江锐锋, 左云清, 武永亮, 徐振发, 丁守立, 李峰 申请人:南车长江车辆有限公司