专利名称：超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耦合液盒，尤其涉及一种用于超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒。
背景技术：
传统的超声波浸液检测通常要求超声波检测控头具有X·Y·Z及α(纵斜偏角)·β(横斜偏角)的自由度运动，置于静止浸液槽中的被测工件(棒材、管材、板材、型材)通常要求作ω转动或平移，庞大的浸液槽中的浸液通常要求加温至60℃左右，要将大型工件在浸液中安装固定并可以旋转或移动，这并非易事，要将十几至几十立方米的浸液加温至60℃左右也不是一件易事，要耗费许多的时间和能源，但如果被测物体置于耦合液外则很难保证耦合液均匀涂抹于楔块与被检测管道之间，并保证耦合液层的尺寸小于设定的值，这样极易造成穿过其中的超声波改变声学特性，从而影响检测结果，同时，现有的耦合液盒很难根据需要改变超声波的入射角。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在检测时，不需将被测物体置于其内，且只需少量的加温浸液就可实现检测的耦合液盒。
为了解决上述技术问题，关键在于进液量要始终大于漏液量，并保证楔块与被检测管道之间的耦合液层的尺寸小于设定的值，即要求在各种运动姿态下都要尽量减少漏液，减少漏液的关键又建立在各个方位上都要把液盒压到管壁表面上，这样，本发明提供一种超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒，包括盒体，所述的盒体底面与被测管道表面形状相配合，在盒体的底面卡入设置若干可前后左右转动的万向钢球，使盒体的底面与被检测管道之间形成一定的间隙，盒体的底面部分中空，在中空部分的四周设有一圈突出的橡胶环，所述橡胶环的突起高度为盒体底面与被检测管道之间的间隙。
由于楔块与被检测管道之间的耦合液层的尺寸小于设定的值，从而使穿过其中的超声波不会将它当作一层独立的介质而改变声学特性，使超声波顺利入射进被测管壁内部，同时该耦合液盒还能根据需要改变超声波的入射角。


图1是耦合液盒的沿检测管道径向的剖视图。
图2是耦合液盒的沿检测管道轴向的剖视图。
具体实施例方式
如图1、2所示其包括盒体1、设于盒体1上端的进出液口2、设于盒体1底面的橡胶环3及万向钢球4。所述的盒体1下端的形状成一定的弧度以配合被测管道表面形状，在被检测管道径向方向上设置有三个万向钢球4，万向钢球卡入连接于盒体并确保盒体的下端弧面与被检测管道之间有一定的间隙，该间隙的尺寸≤(1/4)λ，其中λ为入射超声波的波长，在本实施例中间隙的尺寸≤0.4mm，所述的万向钢球使盒体在被检测管道上既可垂直爬行滚动、又能水平左右平移。所述的盒体的底部中空，在盒体1内可置入有机玻璃楔块5及探头6，先将探头用“骑马架”紧固在有机玻璃楔块上，然后再用耦合液盒两侧伸缩的镙丝顶板将其夹紧，有机玻璃楔块5刚好置于盒体的中空部位，并使其底面与盒体的底面保持平齐，所述橡胶环3突起设于盒体1的底面，并环绕设于有机玻璃楔块5与万向钢球之间，所述橡胶环3的突起高度为盒体底面与被检测管道之间的间隙，这样耦合液从进出液口2注入盒体1内，橡胶环3可半密封住耦合液，该橡胶环3要有弹性且耐磨，为了保证其进液量始终大于漏液量，如漏液量大时则可加大进液量，所述的橡胶环3还可事先吸足耦合液并在盒体移动时将耦合液均匀地涂于被测管道壁表面。由于上述楔块下弧面与被测管道壁表面的间隙保证了耦合液层的尺寸≤(1/4)λ，这样穿过其中的超声波不会将它当作一层独立的介质而改变声学特性。所述有机玻璃楔块的侧面刻有防超声波反射的条纹，所述有机玻璃楔块的下方耦合面磨成有一定弧度(该弧度相当于被测管道的园弧表面)以便与被测管壁很好地拟合，由于有机玻璃楔块与管壁之间有耦合液从而使有机玻璃楔块的下耦合面不作磨擦面，因此使用寿命长。所述有机玻璃楔块的上表面为平面并与探头的下表面相拟合，这样可通过更换不同入射角的有机玻璃楔块，而实现超声波入射角的调整，调整范围为17°-40°。当然，还可以不用有机玻璃楔块，因该探头与盒体间的接触磨擦力大，所以可以任意角度固定于盒体中，此时可仅用盒体内自身的耦合液形成“液体楔块”，从而进行检测。同时在保持盒体结构不变的情况下，还可以在耦合液充满盒内的前提下让耦合液直接射向被测物体表面，通过流动的浸液柱同样可以传导超声波进行检测。
权利要求
1.一种超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒，包括盒体(1)，所述的盒体(1)底面与被测管道表面形状相配合，其特征在于，在盒体(1)的底面卡入设置若干可前后左右转动的万向钢球(4)，使盒体(1)的底面与被检测管道之间形成一定的间隙，所述盒体(1)的底面部分中空，在中空部分的四周设有一圈突出的橡胶环(3)，所述橡胶环(3)的突起高度为盒体底面与被检测管道之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒，其特征在于，所述的橡胶环(3)环绕设于有机玻璃楔块(5)与万向钢球(4)之间。
3.根据权利要求2所述的超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒，其特征在于，在被检测管道径向方向上设置有三个万向钢球(4)。
4.根据权利要求1所述的超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒，其特征在于，所述的间隙的尺寸≤(1/4)λ，其中λ为入射超声波的波长。
全文摘要
一种超声波检测作业机器人的半密闭耦合液盒，包括盒体(1)，所述的盒体(1)底面与被测管道表面形状相配合，其特征在于，在盒体(1)的底面卡入设置若干可前后左右转动的万向钢球(4)，使盒体(1)的底面与被检测管道之间形成一定的间隙，所述盒体(1)的底面部分中空，在中空部分的四周设有一圈突出的橡胶环(3)，所述橡胶环(3)的突起高度为盒体底面与被检测管道之间的间隙。由于楔块与被检测管道之间的耦合液层的尺寸小于设定的值，从而使穿过其中的超声波不会将它当作一层独立的介质而改变声学特性，使超声波顺利入射进被测管壁内部，同时该耦合液盒还能根据需要改变超声波的入射角。
文档编号G01N29/28GK1521504SQ0311522
公开日2004年8月18日 申请日期2003年1月28日 优先权日2003年1月28日
发明者熊明光 申请人:上海市计算技术研究所, 上海市计 技术研究所