一种涡流探头夹具装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别是涉及一种涡流探头夹具装置及其使用方法。

背景技术

涡流检测(eddy current testing,ECT)是一种基于电磁感应原理，检测导体材料表面和近表面缺陷的无损检测方法，在工程中具有广泛的应用。

现有的涡流检测装置系统结构已比较成熟，但是涡流检测装置的夹具仍需进一步优化以适应实际需求。传统的夹具通常与待检测管件的管径是匹配的，通过将夹具套设在管件的外壁上，带动涡流线圈往复移动完成对管件的检测。但是，由于管件在施加加工的过程中存在误差，而夹具的夹持尺寸固定，当管件的尺寸存在上偏差时，管件与夹具之间为过盈配合，不容易对管件进行装夹，并且夹具难以在管件上往复移动，检测十分不便，当管件的尺寸存在下偏差时，管件与夹具之间为间隙配合，夹具容易振动，平稳性较差。

目前，存在一些能够根据管件的管径调节夹紧半径的夹具，如申请号为“201821496168.6”，名称为“管件无损检测装置”的中国实用新型专利，但是其结构复杂，加工困难，制造成本较高。

因此，需要开发一种适用于管道公差、结构简单的涡流检测夹具装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡流探头夹具装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，适应管件的加工误差，保证对各种误差的管件都具有良好的夹紧效果，以提高检测效率和检测的准确性。

为实现上述目的，本发明提供如下方案：一种涡流探头夹具装置，包括夹具本体，所述夹具本体包括用于对待测管件进行检测的检测部以及连接在所述检测部两端、用于夹紧所述待测管件的夹紧部，所述检测部与所述夹紧部的中部连通形成供待测管件穿过的空腔，所述夹紧部中沿所述空腔的周向均匀分布至少三个固定腔，每个所述固定腔靠近空腔的一端设置开口，所述固定腔中均设置相连接的弹性件以及圆球，所述圆球位于所述开口一端且直径大于所述开口的直径，在所述弹性件的作用下，所述圆球部分露出所述开口。

优选的，所述夹紧部包括连接在所述检测部端部的固定套筒以及与所述固定套筒配合的套筒封头，所述固定套筒的端面设置固定凹槽，所述套筒封头的端面对应设置封头凹槽，所述固定凹槽与所述封头凹槽中靠近所述空腔的端部均设置弧形挡块，所述固定套筒与所述套筒封头连接后，所述固定凹槽与所述封头凹槽共同形成所述固定腔，两所述弧形挡块形成一环形挡块，所述环形挡块的中部区域形成所述开口。

优选的，所述固定腔为圆柱形结构，所述固定凹槽与所述封头凹槽的结构相同。

优选的，所述固定套筒与所述套筒封头粘接固定。

优选的，所述检测部包括检测套筒，所述检测套筒外壁上设置若干环形挡板，相邻所述环形挡板之间形成凹槽，所述凹槽用于缠绕检测线圈，所述检测套筒的两端分别连接两所述固定套筒，所述检测线圈两端外露，用于连接检测设备的连接线。

优选的，所述检测套筒、所述固定套筒以及所述套筒封头的材料均为ABS塑料。

优选的，所述检测套筒及其两端连接的所述固定套筒通过3D打印技术一体成型。

优选的，所述固定腔与所述圆球间隙配合，所述圆球的直径大于所述弹性件的外径。

优选的，所述固定腔的数量为3个；所述圆球露出所述开口的部分的高度占所述圆球直径的1/3~2/5；所述弹性件为压缩弹簧。

本发明还公开上述涡流探头夹具装置的检测方法，包括以下步骤：

1）将待测管件的一端固定，使所述待测管件处于水平状态；

2）将涡流探头夹具自所述待测管件的非固定端套入，所述待测管件的外壁面压迫圆球及其弹性件，使得所述圆球在所述弹性件的作用下夹紧待测管件；

3）检测设备通电；

4）推动涡流探头夹具，使其在所述待测管件上滑移，对所述待测管件进行检测，在滑移过程中，观察检测设备的检测结果。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置弹性件以及圆球，能够改变夹具本体的夹紧半径，适应管件的加工误差，保证对各种误差的管件都具有良好的夹紧效果，提高检测效率和检测的准确性；

2、本发明可以增大圆球直径与露出开口的体积，提高圆球在空腔径向上的伸缩调整范围，对在此范围内的不同管径的管件进行夹紧，明显提高了夹具装置的适用范围；

3、本发明中的夹具本体的结构简单，加工、使用便利，降低了制造成本；

4、本发明中检测套筒、固定套筒以及套筒封头的材料均为ABS塑料，通过降低夹具本体的自重来降低管件下方压缩弹簧的压缩量，提高夹具本体与管件的同轴度，保证检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中夹具本体夹紧管件的结构示意图；

图2为本发明去除套筒封头后的夹具本体夹紧管件的结构示意图；

图3为本发明套筒封头的结构示意图；

其中，1、夹具本体；2、检测部；21、检测套筒；22、环形挡板；3、夹紧部；31、弹性件；32、圆球；33、固定套筒；34、套筒封头；331、固定凹槽；341、封头凹槽；35、弧形挡块。

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。

本发明的目的是提供一种涡流探头夹具装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，适应管件的加工误差，保证对各种误差的管件都具有良好的夹紧效果，提高检测效率和检测的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供一种涡流探头夹具装置，如图1所示，包括夹具本体1，夹具本体1包括用于对管件4进行检测的检测部2以及连接在检测部2两端、用于夹紧管件4的夹紧部3，检测部2与夹紧部3的中部连通形成供管件4穿过的空腔，夹紧部3中沿空腔的周向均匀分布至少三个固定腔，每个固定腔靠近空腔的一端设置开口，固定腔中均设置相连接的弹性件31以及圆球32，圆球32位于开口一端且直径大于开口的直径，在弹性件31的作用下，圆球32部分露出开口。

使用时，待测管件4水平放置且一端进行固定，夹具本体1自管件4的非固定端套入，圆球32在管件4的挤压作用下向固定腔内部移动，并压缩弹性件31，当达到平衡时，圆球32在弹性件31的作用下将管件4夹紧，移动夹具本体1，利用检测部2对管件4有无损伤进行检测。

需要说明的是，本实施例中空腔的直径大于待测管件4的直径，圆球32露出开口的部分的高度占圆球32直径的1/3~2/5，圆球32上的点与空腔轴线的最近距离小于待测管件4的半径；由此，本实施例通过设置弹性件31以及圆球32，能够改变夹具本体1的夹紧半径，适应管件4的加工误差，保证对各种误差的管件4都具有良好的夹紧效果，提高检测效率和检测的准确性，并且本实施例中夹具本体1的结构更加简单，加工、使用更加便利，降低了制造成本。

另外，本领域技术人员可以增大圆球32直径与露出开口的体积，以提高圆球32在空腔径向上的伸缩调整范围，对在此范围内的不同管径的管件4进行夹紧，明显提高了夹具装置的适用范围。

具体的，固定腔与圆球32间隙配合，以圆球32能够在固定腔中往复移动为目的，同时避免圆球32在固定腔中晃动；弹性件31为压缩弹簧，圆球32的直径要略大于压缩弹簧的外径，且压缩弹簧与圆球32可以以接触的方式放置在固定腔中，也可以将压缩弹簧底部固定在固定腔中，并且将压缩弹簧与圆球32之间进行连接，以达到增强稳定性的目的；当弹性件31为压缩弹簧时，圆球32不发生滚动，而是在管件4表面滑动，当弹性件31为其他结构，如弹簧片时，圆球32可以发生在管件4表面滚动，并且弹性件31为具备弹性性能结构的总称，本领域技术人员还可以在压缩弹簧或者弹簧片与圆球32之间设置其他机构，使弹性件31-圆球32具有其他特殊效果，对此本实施例不进行赘述。

本实施例中夹紧部3包括连接在检测部2端部的固定套筒33以及与固定套筒33配合的套筒封头34，固定套筒33与套筒封头34为大小相同的环形结构，并且固定套筒33的端面设置固定凹槽331，如图3所示，套筒封头34的端面对应设置与固定凹槽331大小相同的封头凹槽341，固定凹槽331与封头凹槽341中靠近空腔的端部均设置弧形挡块35，固定套筒33与套筒封头34连接后，固定凹槽331与封头凹槽341共同形成固定腔，两弧形挡块35形成一环形挡块，环形挡块的中部区域形成开口。

固定腔为圆柱形结构，固定凹槽331与封头凹槽341的结构相同，截面均为半圆形，便于圆球32与弹性件31放入固定凹槽331并对圆球32、弹性件31进行密封固定。固定腔也可以选择其他结构，如截面是正方形的腔体结构，此时，套筒封头34上可以不设置凹槽。

为了实现固定套筒33与套筒封头34的连接，并且方便拆装，本实施例中套筒封头34与固定套筒33之间粘接固定，但是本领域技术人员应当理解，二者的连接方式并不限于此。

本实施例中检测部2包括检测套筒21，检测套筒21外壁设置若干环形挡板22，环形挡板22可与检测套筒21一体成型，并且相邻环形挡板22之间形成凹槽，凹槽中缠绕检测线圈，检测线圈外端可以设置保护套进行保护；检测套筒21的两端分别连接两固定套筒33，检测线圈两端外露，用于连接检测设备的连接线，检测设备包括探头及其其他检测元件，本实施例中的检测设备可以选择本领域中常用的涡流无损检测设备，具体结构及其型号，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，本实施例中并不进行赘述。

在检测过程中，本实施例中夹具本体1在自重的作用下，位于管件4下方的压缩弹簧的压缩量要略大于位于管件4上方的压缩弹簧，导致夹具本体1与管件4并非严格意义上的同轴，为了加强二者的同轴度，本实施例中检测套筒21、固定套筒33以及套筒封头34的材料均为ABS塑料，通过降低夹具本体1的自重来降低管件4下方压缩弹簧的压缩量，以尽量提高夹具本体1与管件4的同轴度，保证检测精度；并且为了便于检测套筒21与固定套筒33的成型与连接，检测套筒21及其两端连接的固定套筒33通过3D打印技术一体成型。

本实施例中固定腔的数量为3个、4个或者6个。

实施例2

本实施例公开一种实施例1所述涡流探头夹具装置的检测方法，包括以下步骤：

1）将待测管件4的一端固定，使待测管件4处于水平状态；

2）将涡流探头夹具自待测管件4的非固定端套入，待测管件4的外壁面压迫圆球32及其弹性件31，使得圆球32在弹性件31的作用下夹紧待测管件4；

3）检测设备通电；

4）推动涡流探头夹具，使其在待测管件4上滑移，对待测管件4进行检测，在滑移过程中，观察检测设备的检测结果。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。