[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

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别是涉及一种完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置和方法。

背景技术

旋转超声波探伤装置是管、棒材的高速、高精度检测的有效装备，普遍应用于航空、军工、石化、核电等领域的管、棒制品的无损检测，是保障高危领域材料质量的主要检验手段之一。

传统的数据记录是通过工件运行速度测速轮触发的，它按照设定的工件行进单位距离项数据采集装置发送数据记录触发脉冲，超声波检测仪以内部时钟频率工作，检测信号通过闸门采集并通过模拟信号输出端口输出到数据记录装置。由于超声波脉冲方式工作的频率要远远大于测速轮触发信号采集的频率，因此，数据记录装置设置有比较器和信号保持器，用于按照设定逻辑保留超声波检测仪发来的检测信号极值，当获得信号记录脉冲信号时进行记录并复位信号保持器，开始下一个数据点的记录。因此，按照传统的数据记录方式，记录的数据如图3所示。图3中，100为被记录信号曲线，200为判定阈，300为工件长度坐标轴，400为信号量值坐标轴。图4是传统方法记录检测数据的原理图。

传统方法以脉冲重复频率工作的超声波探伤仪将闸门检测信号转换为模拟信号输出至电压比较器，电压比较器负责按照设定的规则将更新的模拟输入信号与信号保持电路的保持模拟电压进行比较，符合设定逻辑规则的模拟信号(如更高电压模拟信号)将通过模拟开关刷新信号保持电路保留的模拟电压。模数转换器则通过数据采集触发器发送的触发脉冲触发信号转换，转换后获得的数字信号送入存储器暂存，等待上位机访问读取。

现有的旋转超声波探伤装置采用旋转探头机构，相同的缺陷检测探头可以是沿被检测工件周向或轴向均匀布置，以形成间隔均匀的扫描轨迹，确保工件被完整扫描。超声波系统以尽可能大的脉冲重复频率(PRF)工作，最小脉冲频率通过探头旋转速度参数和标准要求的超声波检测周向脉冲密度计算得到。工件的最大通过速度通过探头旋转周期时间、相同缺陷探头的数量和标准要求的超声波扫描线密度计算得到。沿轴向等距离记录区间内获得的最大信号，表现为带状图，其中纵向座标为记录周期内最大信号的振幅或TOF(Time of Flight)，横向座标为工件运行方向的位置。信号的记录通过测速编码器或激光多普勒测速器触发。现有的装置仅记录轴向数据采集区间内的最大值信号，忽略其它可能存在的缺陷信号，可能存在的缺陷需要手工检测验证。同时仅记录信号的轴向位置，忽略周向位置，缺陷的周向位置需要手工检测验证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明所述的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，包括一端设有探头鼓室阵列的转子筒、电刷排、外壳、具有触发片的零位传感器、超声波探头、探头鼓、测速传感器、接近传感器、数据记录系统和中央控制器；

所述的转子筒通过轴承固定在外壳上，并通过传动机构与驱动电机相连接；

所述探头鼓固定在探头鼓室中，通过探头夹具与探头鼓相连接；

所述电刷排设置在转子筒外壁，并与超声波检测仪器电气连接；

所述的零位传感器固定在外壳上，并与超声波检测仪器和数据记录系统电气连接，所述超声波检测仪器包括探头鼓和超声波探头；

接近传感器设置在转子筒的入口处，并与数据记录系统电气连接；

所述测速传感器设置在接近传感器的一侧，并与数据记录系统电气连接；

超声波检测仪器和数据记录系统分别与中央控制器电气连接；

本发明的完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置，可以直接查询到缺陷在工件上的精确位置，而不需要辅助人工检测再度确认缺陷。传统方法记录缺陷的基本单位为工件长度方向10～25mm，而本发明可以精确到1mm。同时本发明通过记录更详尽的数据有助于提高检验结果的可靠性。本发明可最大限度的忠实记录检测结果数据，提高检验结果的可靠性。

附图说明

图1是完整记录超声波旋转探头在线探伤数据的装置剖面结构示意图。

图2是装置原理图。图2中，箭头10为探头旋转方向，曲线11为探头扫描轨迹。

图3是按照传统的数据记录方式记录的数据。

图3中，100-被记录信号曲线，200-判定阈，300-工件长度坐标轴，400-信号量值坐标轴。

图4是传统方法记录检测数据的原理图。

图5为数据处理和信号流向图。

图6为检测结果。

图7是本发明的方法数据记录的原理图。