[实用新型]在线超声波厚度测量装置

说明书

本实用新型提供了一种在线超声波厚度测量装置，包括测量部分和调节部分，测量部分包括测量腔体主体、楔形接触盖、水浸式超声波探头、耦合剂注入口、堵头、测厚支撑架以及滚珠导套；楔形接触盖设置于测量腔体主体的前端；水浸式超声波探头设置于测量腔体主体的内部；测量腔体主体与测厚支撑架连接；耦合剂入口安装在测量腔体主体上；调节部分包括安装于测量腔体主体上的电涡流位移传感器、压力传感器以及耦合剂压力控制器。测量部分通过采用非接触水浸式超声波探头，不受物体表面颜色、反射特性等影响，完成壁厚测量功能。调节部分提高测厚的可靠性。本实用新型结构紧凑，能够安装至数控机床，由控制系统完成厚度测量过程。

技术领域

本实用新型涉及厚度测量领域，具体地，涉及一种金属壁板实时厚度测量装置，特别是涉及一种航空大型双曲薄壁蒙皮实时厚度测量装置。

背景技术

现有航空大型薄壁件厚度采用手持式超声波测厚仪通过人工进行测量。由于人工测量，厚度实测值受测量位置、超声波探头与测量面接触倾角、超声波探头所承受的力度等因素的影响。在航空大型薄壁件加工中厚度有严格的要求，且航空薄壁件多为双曲零件，法向变化大，加工厚度难以控制。实时测厚装置利用非接触式水浸式超声波探头，通过法向、压力和水压闭环控制等技术，自动获取测量法向，并实现实时在线厚度的测量以及数据的储存和传递，节省离线测量时间，实时检测加工精度，动态地检测工件的变形和壁厚。国外，西班牙M.Torres公司研制的蒙皮镜像铣中已采用水浸式探头进行实时补偿测量，但缺少测厚装置调节部分，导致所得数据准确性和有效性欠缺。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在线超声波厚度测量装置，其结构紧凑，自动获取测量法向，实现实时在线厚度的测量，精度高，方便实用。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：在线超声波厚度测量装置包括测量腔体主体、楔形接触盖、电涡流位移传感器、水浸式超声波探头、测厚探头外壳、压力传感器、水管接头、堵头、测厚支撑架。测量腔体主体是一个内部中空的一体件，测厚探头、楔形接触盖、电涡流位移传感器、压力传感器、水管接头等均安装在测量腔体主体上。电涡流位移传感器成90°均布在主体上，通过自带螺纹与主体连接，并靠自带螺母固定；楔形接触盖通过螺钉与主体前顶端连接；水管接头固定在测量主体前端背后侧，并外连耦合剂管路，并通过堵头密封其他出水孔；超声波测厚探头位于腔体主体内部，与主体同轴心，测厚探头外壳将将超声波探头固定并通过螺纹与主体连接；压力传感器安装于测量腔体主体后端面上，开槽使之与其间隙配合。腔体主体和测厚支撑架之间通过活动螺栓连接，支撑架的前端面仅与压力传感器接触。滚珠导套与测厚支撑架和腔体主体均间隙同轴心配合。

根据本实用新型提供的一种在线超声波厚度测量装置，包括测量部分和调节部分，其中：所述测量部分包括测量腔体主体(1)、楔形接触盖(5)、水浸式超声波探头(7)、耦合剂注入口(4)、堵头(10)、测厚支撑架(9)以及滚珠导套(2)；所述楔形接触盖(5)设置于测量腔体主体(1)的前端；水浸式超声波探头(7)设置于测量腔体主体(1)的内部；测量腔体主体(1)与测厚支撑架(9)连接；耦合剂入口(4)安装在测量腔体主体(1)上；所述调节部分包括安装于测量腔体主体(1)上的电涡流位移传感器(3)、压力传感器(8)以及耦合剂压力控制器(6)。

优选地，所述测量腔体主体(1)与测厚支撑架(9)连接，测量腔体主体(1)的中心线、滚珠导套(2)的中心线与测厚支撑架(9)的中心线相重合，测量腔体主体(1)能够通过测厚支撑架(9)与机床连接。

优选地，所述楔形接触盖(5)和水浸式超声波探头(7)之间形成腔体；所述楔形接触盖(5)与待测工件相接触；耦合剂能够通过耦合剂入口(4)注入到测量腔体主体(1)内部，并充满水浸式超声波探头(7)与楔形接触盖(5)之间的腔体；所述堵头(10)用于腔体的密封；所述水浸式超声波探头(7)能够透过耦合剂层测量待测工件的壁厚。

优选地，所述电涡流位移传感器(3)能够获取电涡流位移传感器(3)到待测工件之间的距离。