风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置

技术领域

本发明涉及一种风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置。

背景技术

风电作为一种环保可再生的新能源形式，近年来发展速度非常迅速。同时风电叶片大型化的特点和海上风电的发展趋势也为风电叶片的质量保证提出了更高的要求。

相控阵超声检测是目前广泛应用于风电叶片灌注及粘接质量检测的无损检测技术，相比于常规超声检测技术有着更高的检测效率和检测精度。然而普通相控阵探头与叶片曲面状的表面吻合度低，导致探头中各个阵元到叶片表面的距离不一致，从而进一步造成耦合不良、成像图形畸变、测量误差、声束重合等问题，使对叶片的质量控制存在一定风险，无法完全保证叶片质量甚至会影响到整机的性能和发电效率。此外，相控阵探头中阵元数量多，集成度高，其中某个阵元失效后无法进行维修和替换，将影响探头的性能，对价格昂贵的设备造成严重浪费。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有存在的上述不足，本发明提供一种风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置，其包括相控阵主机、集线器和探头组，所述探头组包括若干个探头模块，若干个所述探头模块为分体式结构，且若干个所述探头模块的探头端面贴合抵靠于叶片壳体的外表面，若干个所述探头模块均电连接于所述集线器的一端，所述集线器的另一端电连接于所述相控阵主机。

进一步地，所述探头组还包括若干个导线，若干个所述导线与若干个所述探头模块一一对应，所述导线的一端连接于所述探头模块中远离所述探头端面的一端，所述导线的另一端电连接于所述集线器。

进一步地，每一所述探头模块包括多个间隔设置的探头阵元，相邻两个所述探头阵元之间的间距为1.5mm。

进一步地，所述探头模块为近壁探头，所述探头模块还包括外壳，若干个所述探头阵元均位于所述外壳内，最靠近所述外壳的所述探头阵元与所述外壳之间的距离不大于1.5mm。

进一步地，所述探头阵元的数量为16个。

进一步地，相邻两个所述探头模块之间相互贴紧无间隙并用连接器相连接。

进一步地，若干个所述探头模块依次串列排布。

进一步地，所述探头模块中远离所述叶片壳体的端面的宽度小于所述探头端面的宽度。

进一步地，所述探头模块的截面形状呈梯形。

进一步地，每一所述探头模块的主动孔径为24mm。

本发明的有益效果在于：探头组通过若干个探头模块与叶片壳体的外表面相贴合抵靠，能够有效自动适应叶片壳体的凸曲面或凹曲面，使得若干个探头模块的探头端面与叶片壳体之间的间隙保持相对一致和稳定，从而消除间隙不均匀带来的不利影响，从而消除耦合问题和成像畸变，减小测量误差、提高检测效率，降低潜在质量风险。同时，当某个探头模块失效后，可以仅对一个探头模块进行更换与维护，大大降低了维护难度和维修成本。

附图说明

图1为本发明实施例的风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置的结构示意图。

附图标记说明：

探头组1

探头模块11

导线12

集线器2

相控阵主机3

叶片壳体100

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

如图1所示，本实施例公开了一种风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置，该风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置包括探头组1、集线器2和相控阵主机3，探头组1包括若干个探头模块11，若干个探头模块11为分体式结构，且若干个探头模块11的探头端面贴合抵靠于叶片壳体100的外表面，若干个探头模块11均电连接于集线器2的一端，集线器2的另一端电连接于相控阵主机3。

探头组1通过若干个探头模块11与叶片壳体100的外表面相贴合抵靠，集线器2的两端电连接于探头组1和相控阵主机3，若干个探头模块11的检测到的信息将通过集线器2传送至相控阵主机3。通过若干个探头模块11能够有效自动适应叶片壳体100的凸曲面或凹曲面，有效解决普通相控阵探头检测叶片时间隙不一致的问题，使得若干个探头模块11的探头端面与叶片壳体100之间的间隙保持相对一致和稳定，从而消除间隙不均匀带来的不利影响，从而消除耦合问题和成像畸变，减小测量误差、提高检测效率，降低潜在质量风险。同时，当某个探头模块11失效后，可以仅对一个探头模块11进行更换与维护，大大降低了维护难度和维修成本。

探头组1还包括若干个导线12，若干个导线12与若干个探头模块11一一对应，导线12的一端连接于探头模块11中远离探头端面的一端，导线12的另一端电连接于集线器2。每个探头模块11通过导线12依次与集线器2相连接，探头模块11所检测到的信息将通过导线12传送至集线器2，之后将传送至相控阵主机3，实现风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置有着更高的检测效率和检测精度，且消除耦合问题和成像畸变。

在本实施例中，每一探头模块11包括多个间隔设置的探头阵元，相邻两个探头阵元之间的间距为1.5mm。当某个探头阵元失效后，可以仅对一个探头模块11进行更换与维护，大大降低了风电叶片超声波检测用的模块化相控阵探头装置的维护难度和维修成本。

将若干个探头模块11依次串列排布，保持每个探头模块11的阵元排列顺序一致。相邻两个探头模块11之间相互贴紧无间隙，在本实施例中，相邻两个探头模块11中靠近探头端面的一端相互贴紧无间隙，并用连接器相连接，从而保证在检测过程中不产生移位，进一步减小测量误差、提高检测效率，消除耦合问题和成像畸变，降低潜在质量风险。

探头阵元的数量为16个。16个探头阵元作为一个探头模块11，根据待检测区域的宽度和相控阵主机3的通道数，可自由搭配探头模块11的数量。一般地，单个探头可以搭配16通道主机，4个探头串列可以搭配64通道主机，8个探头可以搭配128通道主机，16个探头串列可以搭配256通道主机。

探头模块11为近壁探头，探头模块11还包括外壳，若干个探头阵元均位于外壳内，最靠近外壳的探头阵元与外壳之间的距离不大于1.5mm。每一探头模块11的主动孔径为24mm。

探头模块11中远离叶片壳体100的端面的宽度小于探头端面的宽度。在本实施例中，探头模块11的截面形状呈梯形。即探头模块11中朝向叶片壳体100的一端为大端面，探头模块11中背向叶片壳体100的一端为小端面，探头模块11采用上窄下宽的梯形，从而以便允许在串列使用时能够向后弯曲，贴合叶片壳体100的凹曲面。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。