李天宁，王召巴，陈友兴，任 彦

（中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原 030051）

0 引言

超声波检测，由于显示直观、检测速度快，已成为弹体等构件普遍采用的缺陷检测技术。在弹体制造等工业领域中，许多工件都具有复杂的曲面外形，而超声波传播又具有很强的指向性，为保证检测结果的准确性，对这些类型的曲面构件进行超声检测时，需要对探头的安装与运动轨迹进行规划[1]。文中主要针对某弹体构件研究其超声检测中，关于探头安装与超声耦合方式以及对弹体进行超声检测时的运动轨迹计算等问题。通过对构件外观的变化分析探头安装与超声耦合的方法，应用构件结构参数计算超声检测时探头的运动轨迹。

1 曲面构件介绍和探头安装

1.1 曲面构件

弹体构件中存在一种外形变化较大且在应用超声检测时较难实现自动化的构件，弧锥面构件。

图1即为此构件结构示意图。此构件由细端实心部分、曲面部分（包含实心和空心部分）和大端开口部分组成。其中，文中主要针对弧锥面部分的超声采集过程进行分析，此部分属于规则曲面。

图1 弧锥面构件结构

1.2 探头安装与耦合方法

上述构件属于外形存在较大变化的类型，在超声检测过程中需要调整探头的位置和方向以保证超声波入射方向与零件表面外法线方向保持一致。图2为探头安装的一个结构示意图，由于构件表面的变化情况，探头在安装时与被检工件间需要拉开一定的距离，所以就需要加装一个探头盒，并采用喷水的方法进行水耦合来完成检测。……