裝置，還包括一個用于鎖緊上夾持部和下夾持部的鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)置是為了防止在實際應(yīng)用中，若上夾持部1和下夾持部2自身出現(xiàn)夾持力不夠等現(xiàn)象，避免影響檢測效果時，而增加的附屬部件，用于增強(qiáng)上夾持部1和下夾持部2相對于被檢測工件的夾持力矩以及穩(wěn)固性。
[0044]所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括掛鉤10、用于止擋掛鉤10的活動擋塊11、掛鉤鎖緊螺栓12、掛鉤鎖緊扳手13、連接活動擋塊11的拉線14、設(shè)置在上夾持體上的拉線手柄15;
[0045]所述上夾持部1的端部設(shè)有供掛鉤10穿過的開口，活動擋塊11的止擋端設(shè)置在該開口的邊緣，活動擋塊11的定位端通過銷軸活動安裝在上夾持體的一側(cè)，并與拉線14的一端連接，拉線14的另一端與拉線手柄15連接；
[0046]所述掛鉤10通過掛鉤鎖緊螺栓12連接設(shè)在下夾持部2端部的掛鉤鎖緊扳手13，扳動該掛鉤鎖緊扳手13，可使掛鉤10在所述開口內(nèi)上下運(yùn)動；
[0047]下壓該拉線手柄15時，通過拉線14牽動活動擋塊11與掛鉤10之間的離/合；向上或者向下扳動掛鉤鎖緊扳手13時，通過掛鉤鎖緊螺栓12牽動掛鉤10向上或者向下運(yùn)動，實現(xiàn)與活動擋塊11止擋端的鎖緊/松開；當(dāng)掛鉤10與活動擋塊11鎖緊時，使上夾持部1和下夾持部2給被檢測工件增加一個穩(wěn)固的徑向夾持力矩。
[0048]所述掛鉤鎖緊螺栓12的端部設(shè)有調(diào)節(jié)螺母16，用于固定掛鉤10在掛鉤鎖緊螺栓12上的相對位置。
[0049]所述柔性壓電片3通過信號傳輸線17連接外部的控制設(shè)備。
[0050]所述上夾持體和下夾持體之間設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧18，用于給上夾持體和下夾持體提供夾持力矩;所述拉線手柄15與上夾持體之間設(shè)有用于給拉線手柄15提供張力的彈簧19;所述被檢測工件為金屬絞線或塑料管道。
[0051]本發(fā)明所述的柔性壓電片3由柔性智能壓電材料(如壓電纖維復(fù)合材料MFC、聚偏氟乙稀PVDF壓電薄膜等)構(gòu)成。推薦采用壓電纖維復(fù)合材料MFC(macro fiber composite),它是由美國航空航天局(NASA)Langley研究中心在1996年研制出的一種新型壓電復(fù)合材料。它由叉指電極、環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)體和壓電陶瓷復(fù)合材料按照不同的連通方式、體積比和空間分布復(fù)合而成。這種復(fù)合材料兼具正逆壓電效應(yīng)，不但能夠成倍地提高材料的某些壓電性能，而且能夠產(chǎn)生單一成分里沒有的性能。MFC受電壓激勵后可以像肌肉一樣自由收縮和扭曲，反之，受外力作用后可以產(chǎn)生相應(yīng)電壓，既可用作驅(qū)動器，也可用作力傳感器。
[0052]金屬絞線或塑料管道損傷的快速檢測方法，可通過如下步驟實現(xiàn):
[0053]在對金屬絞線或塑料管道損傷的檢測過程中，需要兩個手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其中一個用于發(fā)射應(yīng)力波信號，另一個用于接收應(yīng)力波信號；
[0054]在夾持待檢測的金屬絞線或塑料管道之前，先將儲存在耦合劑容器4內(nèi)的耦合劑，通過耦合劑添加開關(guān)7添加到柔性壓電片3的表面；
[0055]將兩個手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，通過上夾持部1和下夾持部2夾持在待檢測的金屬絞線或塑料管道上，并通過鎖緊機(jī)構(gòu)將上夾持部1和下夾持部2相對鎖緊;待檢測的金屬絞線或塑料管道被包圍在上夾持部1和下夾持部2內(nèi)表面的柔性壓電片3之間，由于夾持力的作用，使柔性壓電片3沿金屬絞線或塑料管道徑向往外壓縮，并且在彈性緩沖層9的張力作用下，三者受力平衡之后，增強(qiáng)被夾持的金屬絞線或塑料管道與柔性壓電片3之間的耦合與夾緊；
[0056]開始檢測;檢測源信號由控制設(shè)備通過信號傳輸線17導(dǎo)入其中一個作為發(fā)射應(yīng)力波信號的手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置中，此時，柔性壓電片3作為聲電換能器，將應(yīng)力波信號傳給待檢測的金屬絞線或塑料管道檢測工件，帶有損傷信息的檢測結(jié)果信號;此時，另外一個作為接收應(yīng)力波信號的手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，將該帶有損傷信息的檢測結(jié)果信號重新轉(zhuǎn)換成電信號，并通過信號傳輸線17傳回控制設(shè)備;完成一次檢測流程。
[0057]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
[0058]本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，包括用于夾持被檢測工件的上夾持體和與之對應(yīng)的下夾持體;所述上夾持體和下夾持體的夾持部，分別由兩個對稱半圓結(jié)構(gòu)的上夾持部(1)和下夾持部(2)構(gòu)成，沿上夾持部(1)和下夾持部(2)的內(nèi)壁面分別對稱貼合有柔性壓電片(3); 所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，還包括一個將耦合劑充盈至柔性壓電片(3)與被檢測工件之間的耦合劑添加裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述耦合劑添加裝置包括設(shè)置在下夾持體上的耦合劑容器(4)、分布在上夾持部(1)和下夾持部(2)兩側(cè)的耦合劑噴嘴(5)、連接耦合劑噴嘴(5)與耦合劑容器(4)的管路(6)，所述耦合劑容器(4)上設(shè)置有耦合劑添加開關(guān)(7)，所述耦合劑噴嘴(5)上設(shè)有耦合劑的擠出導(dǎo)管(8)，擠出導(dǎo)管(8)的管口位于上夾持部(1)和下夾持部(2)的邊緣，當(dāng)推動耦合劑添加開關(guān)(7)時，擠出導(dǎo)管(8)將耦合劑充盈至柔性壓電片(3)與被檢測工件之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述上夾持部(1)和下夾持部(2)與柔性壓電片(3)之間分別增設(shè)有彈性緩沖層(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述耦合劑噴嘴(5)分為兩組，每組四個，并均等分布在上夾持部(1)和下夾持部(2)的兩側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，還包括一個用于鎖緊上夾持部和下夾持部的鎖緊機(jī)構(gòu)，該鎖緊機(jī)構(gòu)用于增強(qiáng)上夾持部(1)和下夾持部(2)相對于被檢測工件的夾持力矩以及穩(wěn)固性。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括掛鉤(10)、用于止擋掛鉤(10)的活動擋塊(11)、掛鉤鎖緊螺栓(12)、掛鉤鎖緊扳手(13)、連接活動擋塊(11)的拉線(14)、設(shè)置在上夾持體上的拉線手柄(15); 所述上夾持部(1)的端部設(shè)有供掛鉤(10)穿過的開口，活動擋塊(11)的止擋端設(shè)置在該開口的邊緣，活動擋塊(11)的定位端通過銷軸活動安裝在上夾持體的一側(cè)，并與拉線(14)的一端連接，拉線(14)的另一端與拉線手柄(15)連接； 所述掛鉤(10)通過掛鉤鎖緊螺栓(12)連接設(shè)在下夾持部(2)端部的掛鉤鎖緊扳手(13)，扳動該掛鉤鎖緊扳手(13)，可使掛鉤(10)在所述開口內(nèi)上下運(yùn)動； 下壓該拉線手柄(15)時，通過拉線(14)牽動活動擋塊(11)與掛鉤(10)之間的離/合；向上或者向下扳動掛鉤鎖緊扳手(13)時，通過掛鉤鎖緊螺栓(12)牽動掛鉤(10)向上或者向下運(yùn)動，實現(xiàn)與活動擋塊(11)止擋端的鎖緊/松開；當(dāng)掛鉤(10)與活動擋塊(11)鎖緊時，使上夾持部(1)和下夾持部(2)給被檢測工件增加一個穩(wěn)固的徑向夾持力矩。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述掛鉤鎖緊螺栓(12)的端部設(shè)有調(diào)節(jié)螺母(16)，用于固定掛鉤(10)在掛鉤鎖緊螺栓(12)上的相對位置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述柔性壓電片(3)通過信號傳輸線(17)連接外部的控制設(shè)備。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其特征在于，所述上夾持體和下夾持體之間設(shè)有扭轉(zhuǎn)彈簧(18)，用于給上夾持體和下夾持體提供夾持力矩;所述拉線手柄(15)與上夾持體之間設(shè)有用于給拉線手柄(15)提供張力的彈簧(19);所述被檢測工件為金屬絞線或塑料管道。10.—種金屬絞線或塑料管道損傷的快速檢測方法，其特征在于采用權(quán)利要求1至9中任一項所述手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置實現(xiàn)，其檢測步驟如下: 在對金屬絞線或塑料管道損傷的檢測過程中，需要兩個手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，其中一個用于發(fā)射應(yīng)力波信號，另一個用于接收應(yīng)力波信號； 在夾持待檢測的金屬絞線或塑料管道之前，先將儲存在耦合劑容器(4)內(nèi)的耦合劑，通過耦合劑添加開關(guān)(7)添加到柔性壓電片(3)的表面； 將兩個手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，通過上夾持部(1)和下夾持部(2)夾持在待檢測的金屬絞線或塑料管道上，并通過鎖緊機(jī)構(gòu)將上夾持部(1)和下夾持部(2)相對鎖緊；待檢測的金屬絞線或塑料管道被包圍在上夾持部(1)和下夾持部(2)內(nèi)表面的柔性壓電片(3)之間，由于夾持力的作用，使柔性壓電片(3)沿金屬絞線或塑料管道徑向往外壓縮，并且在彈性緩沖層(9)的張力作用下，三者受力平衡之后，增強(qiáng)被夾持的金屬絞線或塑料管道與柔性壓電片(3)之間的耦合與夾緊； 開始檢測;檢測源信號由控制設(shè)備通過信號傳輸線(17)導(dǎo)入其中一個作為發(fā)射應(yīng)力波信號的手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置中，此時，柔性壓電片(3)作為聲電換能器，將應(yīng)力波信號傳給待檢測的金屬絞線或塑料管道檢測工件，帶有損傷信息的檢測結(jié)果信號;此時，另外一個作為接收應(yīng)力波信號的手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置，將該帶有損傷信息的檢測結(jié)果信號重新轉(zhuǎn)換成電信號，并通過信號傳輸線(17)傳回控制設(shè)備;完成一次檢測流程。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種手持式超聲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)損傷檢測裝置及其檢測方法，包括用于夾持被檢測工件的上夾持體和與之對應(yīng)的下夾持體；上夾持體和下夾持體的夾持部分別由兩個對呈半圓結(jié)構(gòu)的上夾持部和下夾持部構(gòu)成，沿上夾持部和下夾持部的內(nèi)壁面分別對稱貼合有柔性壓電片；本裝置還包括一個將耦合劑充盈至柔性壓電片與被檢測工件的耦合劑添加裝置以及一個用于鎖緊上夾持部和下夾持部的鎖緊機(jī)構(gòu)。本裝置解決現(xiàn)今對大量現(xiàn)役金屬絞線等圓柱形物件采用應(yīng)力波檢測方法進(jìn)行檢測時由于需要采用雙組分膠粘劑將PZT壓電陶瓷粘結(jié)而造成的檢測效率低下的問題，從而實現(xiàn)快速檢測金屬絞線、塑料管道、圓棒等圓柱形被檢測件，大幅度提高檢測效率。
【IPC分類】G01N29/26, G01N29/04, G01N29/28
【公開號】CN105445375
【申請?zhí)枴緾N201511033637
【發(fā)明人】洪曉斌, 何永奎, 周建熹
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月31日