本技術涉及復合材料加筋結構的快速檢測領域，特別涉及一種用于t型加筋結構的超聲檢測裝置。

背景技術：

1、復合材料由于比強度高、比剛度高、結構一體化程度高等優(yōu)點，廣泛應用于民用航空領域。在所有復合材料結構件中，蒙皮和長桁組成的壁板結構比較典型，其中，復合材料帽型長桁因為截面尺寸較大，且與蒙皮能形成一個閉合切面，使得帽型加筋壁板具有很好的穩(wěn)定性，能承受較高的壓縮載荷；復合材料帽型長桁的扭轉剛度及彎曲穩(wěn)定性能大大優(yōu)于常用的“t”、“i”型剖面長桁。所以目前波音787、空客a350等多個民機型號在機身部位都大量采用了復合材料帽型加筋壁板結構。

2、為保證加筋結構的成型質量，需要對構件進行100％無損檢測?，F階段對于t型加筋的檢測，主要采用手動檢測的方法，實現t型筋的全覆蓋，檢測方式和檢測軌跡如圖6所示。由于檢測面積較小，常規(guī)相控陣探頭和編碼器的檢測組合存在空間不足的問題，因此，目前的主要手動檢測方式為采用手持超聲a掃探頭對整個區(qū)域進行全覆蓋式掃查，手持探頭的探頭角度和位置控制會影響檢測信號強度和檢測面積，從而影響檢測質量穩(wěn)定性和檢測效率。

技術實現思路

1、本實用新型的目的就是克服現有技術的不足，針對檢測質量穩(wěn)定性和檢測效率提升需求，提供了一種用于t型加筋結構的超聲檢測裝置，可代替手持探頭實現t型加筋的超聲檢測，提升檢測效率，保證檢測質量穩(wěn)定性。

2、本實用新型采用如下技術方案：

3、本實用新型提供了一種用于t型加筋結構的超聲檢測裝置，包括超聲探頭、探頭楔塊、夾具、編碼器、水管；

4、所述夾具，包括第一部和第二部，第一部和第二部之間拼接卡合連接；所述夾具的中部設置貫通的第一空間，用于容納t型加筋結構；

5、所述探頭楔塊，用于固定所述超聲探頭，并為所述超聲探頭提供彈性力，使得所述超聲探頭彈性貼合在t型加筋結構的待檢測部位；

6、所述超聲探頭安裝在所述探頭楔塊內，所述探頭楔塊安裝在所述夾具的第一部和第二部所形成的內部空間，所述探頭楔塊能沿所述夾具上下移動；

7、所述編碼器設置在所述夾具外側，所述編碼器與所述超聲探頭通過線路連接；

8、所述水管設置在所述夾具上部，用于為超聲檢測提供耦合劑。

9、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述夾具的第一部和第二部的上端均設置有凸槽和凹槽，所述第一部的凸槽和所述第二部的凹槽相對應，所述第一部的凹槽和所述第二部的凸槽相對應，所述第一部和所述第二部通過凸槽和凹槽拼接卡合為一個整體。

10、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述夾具還包括夾具延長座，所述夾具延長座設置在所述第一部和所述第二部之間，所述夾具延長座兩端分別與所述第一部和所述第二部卡合連接，將所述第一部、夾具延長座、第二部連接為整體，用于調整所述第一空間的尺度，適應不同厚度的t型加筋結構。

11、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述超聲探頭包括a掃探頭和相控陣探頭，所述探頭楔塊包括a掃楔塊和相控陣楔塊；所述a掃探頭安裝在所述a掃楔塊中，所述相控陣探頭安裝在所述相控陣楔塊中。

12、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述a掃探頭頭部設置a掃探頭延遲塊、尾部連接a掃探頭線纜；a掃探頭延遲塊是一定厚度的有機玻璃圓柱，磨損后可更換。安裝在a掃探頭前面，檢測時接觸試樣表面，可以形成波形尖銳的界面波，減少檢測時的表面盲區(qū)，同時可預防探頭磨損；

13、所述a掃楔塊包括a掃楔塊本體、a掃楔塊擋板、a掃楔塊橡膠塊；所述a掃楔塊本體呈正方體或長方體狀，具有相對的第一端和第二端，第一端設置a掃探頭延遲塊挖孔，第二端設置a掃探頭凹槽；所述a掃楔塊本體的頂部設置開口；

14、所述a掃探頭延遲塊從所述a掃探頭延遲塊挖孔伸出，a掃探頭線纜從所述a掃楔塊本體頂部的開口伸出；a掃楔塊橡膠塊從a掃探頭凹槽處安裝，并通過a掃楔塊擋板固定，為a掃探頭延遲塊的伸出提供彈性力。

15、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述相控陣楔塊整體為長方體狀，包括中空凹槽、相控陣楔塊固定銷孔、相控陣楔塊固定銷、相控陣楔塊橡膠塊；所述相控陣探頭安裝在所述中空凹槽內；在所述相控陣探頭的背面和所述中空凹槽壁間設置相控陣楔塊橡膠塊，用于為相控陣探頭的伸出提供彈性力；利用相控陣楔塊固定銷插入相控陣楔塊固定銷孔對相控陣探頭進行上下方向的固定。

16、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述a掃楔塊、相控陣楔塊與所述夾具的連接方式為：

17、所述夾具的第一部和第二部均設置上下方向的帶刻度條形孔，所述a掃楔塊、相控陣楔塊均設置有與所述帶刻度條形孔對應的楔塊固定螺柱；所述楔塊固定螺柱從所述帶刻度條形孔中伸出，根據檢測高度需要，通過螺母將所述楔塊固定螺柱固定在所述帶刻度條形孔的設定高度位置。

18、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述夾具的第一部和第二部均外側均設置有工裝連接螺柱。

19、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述夾具底部粘貼一層防磨片，防磨片為彈性橡膠材質。

20、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述夾具的材質為塑料，所述探頭楔塊的材質為交聯(lián)聚苯乙烯。

21、一種用于t型加筋結構的超聲檢測方法，所述方法使用上述的裝置，所述方法包括：

22、s1、確定超聲檢測方案：根據待檢測t型加筋結構的具體情況確定超聲a掃檢測方案或超聲相控陣檢測方案；

23、s2、在探頭楔塊內安裝超聲探頭：

24、超聲探頭為a掃探頭，或相控陣探頭；

25、當選擇a掃探頭時，相應的選擇a掃楔塊；安裝步驟為：將a掃探頭置于a掃楔塊中，a掃探頭延遲塊從a掃探頭延遲塊挖空中伸出，a掃探頭線纜從a掃楔塊頂部伸出，a掃楔塊橡膠塊從a掃探頭凹槽處安裝，并通過a掃楔塊擋板固定；

26、當選擇相控陣探頭時，相應的選擇相控陣楔塊；安裝步驟為：將相控陣探頭安裝在相控陣楔塊的中空凹槽中，同時將相控陣楔塊橡膠塊置于相控陣探頭背面和中空凹槽壁之間，然后利用相控陣楔塊固定銷插入相控陣楔塊固定銷孔對相控陣探頭進行上下方向的固定；

27、s3、將探頭楔塊安裝在夾具上：

28、將夾具兩側第一部和第二部打開，將已安裝好的超聲探頭和探頭楔塊的組合體放入夾具中，a掃楔塊固定螺柱，或相控陣楔塊固定螺柱從帶刻度條形孔中伸出，根據檢測高度需要，通過螺母固定在帶刻度條形孔的設定高度，然后夾具第一部和第二部通過凹槽和凸槽拼接卡合為整體，夾具的第一部和第二部分別放置在待檢測t型加筋結構的兩側；超聲探頭在彈性力作用下貼合在t型加筋結構的待檢測部位。

29、s4、水管與夾具固定，外接水泵，為檢測提供耦合劑；編碼器、a掃探頭或相控陣探頭通過線纜與外部檢測設備連接；

30、s5、安裝完畢后，所述裝置通過手持方式或與自動工裝連接的自動方式對待檢測t型加筋結構進行超聲檢測。

31、當采用超聲a掃檢測方案時，包括超聲反射法和超聲穿透法；

32、當采用超聲反射法時，僅在夾具的第一部或第二部兩者之一安裝a掃探頭和a掃楔塊；當采用超聲穿透法時，在夾具的第一部和第二部同時安裝a掃探頭和a掃楔塊；

33、當采用超聲相控陣檢測方案時，僅在夾具的第一部和第二部兩者之一安裝相控陣探頭和相控陣楔塊。

34、本實用新型的有益效果為：

35、1、本實用新型超聲檢測裝置主要用于檢測t型長桁加筋結構，可適配超聲檢測a掃反射法(單探頭)、a掃穿透法(雙探頭)以及相控陣檢測法(相控陣探頭)，適配的檢測方法和檢測技術廣。

36、2、該超聲檢測裝置可以采用手動檢測，適用與在役檢測的特殊環(huán)境；也可外接電動工裝采用自動檢測，適用與制造階段較優(yōu)的檢測環(huán)境。無論是手動檢測還是自動檢測，該檢測裝置都可以提供檢測探頭與被檢測工件表面持續(xù)穩(wěn)定的接觸力和接觸角度(90°)，保證探頭的耦合性，從而保證檢測信號的穩(wěn)定。

37、3、該超聲檢測裝置采用兩段式拼接，便于內部檢測探頭和楔塊的安裝。同時通過橡膠塊和夾具延長座的設計，來保證不同的t型長桁加筋厚度的適配性；通過夾具帶刻度條形孔設計，可上下調節(jié)探頭位置，保證檢測范圍覆蓋整個t型長桁加筋高度。