一種輪式超聲波傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超聲波無損探傷范疇，具體是用于現(xiàn)場探測橡膠輸送帶劃痕和撕裂的 一種輪式超聲波傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 帶式輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸能力強(qiáng)、運(yùn)行效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，已經(jīng)廣泛用于各種 大宗物料的運(yùn)輸。輸送帶是帶式運(yùn)輸機(jī)的重要組成部分，輸送帶主要有普通帆布芯皮帶， 合成纖維芯皮帶，鋼絲繩芯皮帶等。隨著皮帶輸送機(jī)朝著高速度，大規(guī)模、超長距離、大傾角 的方向發(fā)展，鋼絲繩芯皮帶也越來越得到廣泛的使用。鋼絲繩芯輸送帶極大地提高了拉伸 強(qiáng)度，但其縱向抗撕裂的能力卻沒有得到提高，僅為橡膠本身的強(qiáng)度，因而容易造成縱向撕 裂。帶式輸送機(jī)是廠礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈，一旦發(fā)生縱向撕裂，將會(huì)帶來極大的直接和間接 損失；尤其是高速度、長距離、大傾角的鋼絲繩芯輸送帶，其損失更大。
[0003] 輸送帶縱向撕裂事故時(shí)有發(fā)生，價(jià)值數(shù)百萬元甚至更多的輸送帶，一旦發(fā)生縱向 撕裂事故，在很短時(shí)間內(nèi)可能全部毀壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。即使能夠修補(bǔ)，也需要相當(dāng) 的人力和時(shí)間，對正常生產(chǎn)產(chǎn)生極大的影響。近幾年中國皮帶輸送機(jī)的使用量越來越大，其 應(yīng)用的范圍越來越廣，發(fā)生縱向撕裂的事故也越來越頻繁。
[0004] 研制一種可靠實(shí)用的輸送帶縱向撕裂監(jiān)控裝置變的十分必要和緊迫，實(shí)現(xiàn)對輸 送帶縱向撕裂故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)停機(jī)，將損失降低到最小。
[0005] 近年國內(nèi)外對膠帶的運(yùn)行理論、縱向撕裂機(jī)理和防撕裂應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行過一定研宄 與開發(fā)，研制了多種多樣的撕裂監(jiān)測裝置，歸納起來主要有以下幾種類型： (1)成像法 該方法利用表面變位傳感器(紅外或激光）測"裂縫"，主要采用高精度紅外線傳感器， 準(zhǔn)確判斷皮帶裂縫的長度及寬度，也可監(jiān)控皮帶表面的異常情況。系統(tǒng)由CCD高精度紅外 線傳感器、電源、程序控制器、總控制系統(tǒng)、聲光報(bào)警器、液晶顯示、防爆外殼及自動(dòng)清洗裝 置等部分組成。系統(tǒng)上電后自動(dòng)檢測皮帶機(jī)運(yùn)行的速度，進(jìn)入檢測狀態(tài)。當(dāng)皮帶被異物穿 透導(dǎo)致皮帶出現(xiàn)撕裂裂縫、重疊、漏煤、帶寬變窄及異常跑偏時(shí)，檢測裝置能夠在最快的時(shí) 間內(nèi)輸出跳閘信號(hào)，停止皮帶機(jī)的運(yùn)行并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提示用戶采取措施。由于輸送 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境一般比較差，粉塵、泥水容易污染監(jiān)控談投資，所以需要采用噴洗水裝置，定 期對監(jiān)控器表面的粉塵、污垢進(jìn)行自動(dòng)清洗，否則會(huì)使系統(tǒng)失效。
[0006] (2)嵌入法 這種方法通常是采用在皮帶中或是皮帶表面預(yù)埋設(shè)金屬導(dǎo)線、線圈、磁性物質(zhì)或是某 種導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料等方法，檢測設(shè)備通過監(jiān)測皮帶中預(yù)埋物的完整性來判斷皮帶是否發(fā)生 縱向撕裂。
[0007] 19年代末，英、德就開始采用在皮帶中埋設(shè)金屬導(dǎo)線的方法。但由于皮帶的連續(xù)運(yùn) 動(dòng)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生滾切的持續(xù)應(yīng)力，使金屬導(dǎo)線遭受磨損而斷裂。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)， 英國應(yīng)用摩擦系數(shù)較小的聚脂纖維做成的空心管套在導(dǎo)線外面，并硫化在皮帶內(nèi)，保護(hù)導(dǎo) 線不產(chǎn)生疲勞損壞。
[0008] 以前研制的在皮帶中埋設(shè)導(dǎo)線的檢測裝置的另一個(gè)缺點(diǎn)是導(dǎo)線和皮帶上的橡膠 混合物之間常因時(shí)間長而容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而破壞了導(dǎo)線接頭的導(dǎo)電性，導(dǎo)致誤動(dòng) 作。為了解決這個(gè)問題，德國用直徑較小的鍍鋅鋼繩作為導(dǎo)線，該導(dǎo)線埋設(shè)在距皮帶承載而 一定距離的皮帶上面層內(nèi)，平行于皮帶表面。在導(dǎo)線的接頭區(qū)內(nèi)，相對的導(dǎo)線互相擰緊，導(dǎo) 線接頭處的折合端罩有輕合金護(hù)套，從而使導(dǎo)線避免接觸皮帶上部的橡膠混合物，提高了 系統(tǒng)的可靠性。還有些國家在皮帶中埋設(shè)導(dǎo)電橡膠、光導(dǎo)纖維等。此類保護(hù)裝置的缺點(diǎn)是 工藝復(fù)雜、成木高。另外，從某種意義上說，由于嵌入物與橡膠間有一個(gè)相融性的問題，如果 處理不善，會(huì)降低皮帶的強(qiáng)度。
[0009] 嵌入法檢測裝置在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性： ①、此類保護(hù)裝置是工藝復(fù)雜、成本高； 5)、無法應(yīng)用于大量已經(jīng)安裝運(yùn)行的皮帶的檢測； ①、容易誤判斷，影響生產(chǎn)； ?、由于皮帶內(nèi)嵌入檢測物質(zhì)，對皮帶用戶的維護(hù)提出了更高的要求。
[0010] (3) X光透視法 X光透視檢測器X射線穿透材料時(shí)，材料如有局部性異常存在，則透過該部位射線強(qiáng)度 的衰減將出現(xiàn)與周圍正則透過該部位射線強(qiáng)度的衰減將常部位相異的值。這種檢測裝置通 過在膠帶內(nèi)織入橫向的金屬片或金屬網(wǎng)，一旦縱向或者橫向撕裂，這些金屬片斷裂，X光透 視儀就會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或使輸送機(jī)停機(jī)。
[0011] 優(yōu)點(diǎn)：測量精度較高，不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。
[0012] 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，膠帶內(nèi)襯入金屬網(wǎng)增加了皮帶成本；設(shè)備體積大；存在輻射。
[0013] (4)探漏法 采用探漏法作為縱向撕裂報(bào)警裝置，其核心思想是發(fā)生縱向撕裂后，在皮帶的撕裂處 有物料伸出皮帶裂縫或是物料泄漏。由此產(chǎn)生了棒型檢測器、弦線式裝置、漏料檢測器等。 棒型檢測器是把一根棒或管子彎曲成槽形托輥狀，安裝在槽形輸送帶下面的緩沖托輥之 間而成。這樣，如有刺穿輸送帶的物料，該物料將撥動(dòng)槽形棒偏轉(zhuǎn)，迫使限位開關(guān)或載荷傳 感器動(dòng)作，使帶式輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。弦線式裝置與棒式檢測器相類似，該裝置由尼龍線作為 探頭，將其安置在緩沖托輥之間穿過小孔與槽形帶下表面貼合，線的一端裝一個(gè)彈簧限位 開關(guān)。當(dāng)刺穿輸送帶的物料泮住此線時(shí)，把線拉斷或張力增加，均可使限位開關(guān)動(dòng)作。漏 料檢測器由托盤、支點(diǎn)、平衡錘和開關(guān)等組成。當(dāng)輸送帶被縱向撕裂后，輸送帶上的物料通 過裂口泄漏到托盤里，物料的重量克服平衡錘的重量，使整個(gè)裝置繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使限位 開關(guān)動(dòng)作。
[0014] 由于探漏法是以皮帶縱向撕裂后裂口變寬，從而導(dǎo)致物料伸出或是泄漏的原理 為基礎(chǔ)，所以一旦皮帶撕裂后，如果皮帶沒有裂口或是裂口不夠?qū)挘筒粫?huì)發(fā)生物料伸出皮 帶裂縫或是泄漏，則這種方法將無法探測。當(dāng)輸送帶被縱向撕裂后，只有輸送帶上有物料 且輸送帶的裂口足以使物料泄漏時(shí)，此裝置才能起作用，否則就沒有什么用途。
[0015] 綜上所述，至今仍沒有較為理想的，可以有效預(yù)防縱向撕裂的探測方法以及應(yīng)用 于實(shí)踐的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種超聲波傳感器，有效地對橡膠輸送 帶縱向撕裂進(jìn)行探測。
[0017] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種輪式超聲波傳感器，包括支撐架、輪軸、超聲 波發(fā)射或者接收器件、輪胎，輪軸安裝在支撐架上，輪軸中部有圓臺(tái)，輪軸中部圓臺(tái)的頂端 設(shè)安裝孔，其內(nèi)裝有超聲波發(fā)射或者接收器件。輪軸兩端中空，其中一端與圓臺(tái)頂端的安 裝孔相通，另一端與輪胎內(nèi)腔相通。兩個(gè)輪輞軸心內(nèi)嵌軸承和軸向密封件，并套裝在輪軸 兩端，輪胎兩側(cè)分別被壓盤通過沉頭螺釘緊固安裝在輪輞上。輪胎內(nèi)腔中空，充滿壓力為 15-lOpsi的透聲液。工作狀態(tài)下，輪胎向上正壓在輸送帶的下表面，輪胎在輸送帶靜摩擦力 作用下繞輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，超聲波發(fā)射或者接收器件始終處于輪軸軸線的正上方。本發(fā)明裝置可 以在橡膠輸送帶的驅(qū)動(dòng)下自由轉(zhuǎn)動(dòng)，超聲波發(fā)射或者接收器件安裝在輪軸中部圓臺(tái)頂端， 通過透聲液和輪胎外膜發(fā)射、接收超聲波。
[0018] 作為一種優(yōu)選方式：支撐架有兩個(gè)分叉支腿，每個(gè)分叉支腿上部有一個(gè)圓孔，輪軸 末端中部有圓臺(tái)，輪軸兩端通過圓孔固定安裝在兩個(gè)分叉支腿上。本優(yōu)選方