[发明专利]完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置和应用

权利要求书

1.完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，其特征在于，包括一端设有探头鼓室阵列(2)的转子筒(1)、电刷排(3)、外壳(4)、具有触发片(6)的零位传感器(5)、超声波探头(7)、超声波探头鼓(8)、测速传感器(11)、接近传感器(12)、中央控制器(13)和数据记录系统(14)；

所述的转子筒(1)通过轴承固定在外壳(4)上，与驱动电机相连接；

所述超声波探头鼓(8)固定在探头鼓室(2)中，通过探头夹具与探头鼓(8)相连接；

所述电刷排(3)设置在转子筒(1)外壁，并与超声波检测仪器电气连接；

所述零位传感器(5)固定在外壳(1)上，并与超声波检测仪器和数据记录系统(14)电气连接；

接近传感器(12)设置在转子筒(2)的入口处，并与数据记录系统(14)电气连接；

所述测速传感器(11)设置在接近传感器(12)的一侧，并与数据记录系统(14)电气连接；

超声波检测仪器和数据记录系统(14)分别与中央控制器(13)电气连接。

2.根据权利要求1所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，其特征在于，超声波探头(7)数量为2～128个。

3.根据权利要求1所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，其特征在于，探头鼓室(2)沿圆周方向均布或者是沿管轴向均匀排列。

4.根据权利要求2所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，其特征在于，探头鼓室(2)沿圆周方向均布或者是沿管轴向均匀排列。

5.根据权利要求1所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，其特征在于，所述超声波检测仪为通过超声波方法实现工件制造缺陷无损检测的仪器，包括超声波探伤仪和超声波探头。

6.根据权利要求1～5任一项所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，其特征在于，所述零位传感器(5)选用非接触接近传感器。

7.根据权利要求6所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，其特征在于，所述零位传感器(5)为光电式、涡流式、电容式或磁感应式。

8.权利要求1～7任一项所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置的应用，其特征在于，用于对管或棒材进行在线探伤，可以直接查询到缺陷在工件上的精确位置。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在线探伤的方法，包括如下步骤：

(1)被检测工件(9)通过输送机构传，通过转子筒(1)，设置在输入端的接近传感器(12)获得工件进入信号后，中央控制器(13)指令测速传感器(11)开始对被检测工件(9)的行进距离进行测量；

(2)当被检测工件(9)进入检测位置时，中央控制器(13)指令超声波检测仪启动，以设定脉冲重复频率(PRF)发射超声波并接收回波信号，并按照预设置闸门范围对回波信号进行实时处理，得到闸门内特征信号的波幅和位置信息，保存在数据记录系统(14)的SDRAM1中；

当探头旋转一周，被触发的零位置传感器(5)，获得了一个零位置脉冲信号，并触发预定义数据数据比较流程，将SDRAM1中保存的一组数据逐一与数据记录系统中的SDRAM2保存的同相位数据进行比较，并保存符合条件的数据在SDRAM2中；

在超声波探头(12)旋转的同时，被检测工件(9)在直线行进，当被检测工件(9)行进了数据记录单位长度时，测速传感器(11)向数据采集系统发出脉冲指令，此时，上述的数据纪录和比较更新已经完成了若干周；

数据采集记录后，将SDRAM2保存的数据进行压缩处理并发送到FIFO等待上传至上位计算机，SDRAM2中的数据被清零。

当接近传感器(12)，获得工件末端通过信号后，该信号将传送给中央控制器(13)，按照预设定的通行距离，中央控制器(13)发送结束指令脉冲，数据采集完成，然后进行数据处理，获得检测结果。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，被检测工件(9)通过输送机构传，以0.1～5.0米/秒的速度，通过转子筒(1)。

11.根据权利要求9或10所述的应用，其特征在于，进行数据数据记录和处理的方法，包括如下步骤：

超声波探伤仪以脉冲重复频率工作，经过实时数字信号处理的闸门采集信号，不经过数字模拟信号转换，直接保存在SDRAM1中；

当超声波探头旋转1周，零位传感器(5)开关被触发，将获得1个零位脉冲信号，该脉冲信号将触发数字信号处理器工作，按照设定算法和逻辑对保存在SDRAM1和SDRAM2中的数据进行处理，处理获得的数据将保存在SDRAM2中；

所述的数字信号处理器为通过DSP芯片，或FPGA构建的具有信号处理功能的电路装置。

(3)在系统获得一个数据采集触发脉冲之前，以上工作流程将不断重复，当测速器获知工件已经行进了一个数据记录单位长度时，将发出数据记录触发脉冲信号，SDRAM2中保存的数据将被转移到FIFO中，等待上位机访问读取。