[发明专利]一种深长孔管类件可视化超声无损检测装置及方法

权利要求书

1.一种深长孔管类件可视化超声无损检测装置，其特征在于：该装置由超声测量模块、机械运动模块、控制模块、耦合加注及辅助模块组成；

超声测量模块包括超声波脉冲发射/接收器，超声波脉冲发射/接收器内含高速A/D转换器；

机械运动模块包括扫查装置、探头及其夹持装置、磁力驱动装置；

控制模块由直线模组、伺服电机和工控机组成；探头夹持装置固定在直线模组上，随着模组中的同步带进行同步运动，探头夹持装置是连接模组与探头之间的机构；所述探头夹持装置自适应调节探头与模组的角度，从而适应管径在73mm-300mm范围内的管件；

机械运动模块的连接为：扫查装置与磁力驱动装置固定连接，探头及其夹持装置与扫查装置紧固连接；探头夹持装置保证探头始终沿法向接触管外壁，保持声束方向垂直于管件法平面；

磁力驱动装置包含：外壳（1）两套，同步传动轮-带（2）两组，磁性驱动轮（3）四组，配备40:1减速机的步进电机（4）两组；同步传动轮-带（2）每组含有3个同步轮和1条同步带，同步轮依靠3mm平键和1组90°分布紧钉布置在减速机输出轴和磁性驱动轮（3）主轴上，以同步带驱动；磁性驱动轮（3）主轴在轴承位加装轴承后，置入外壳（1）的轴承孔内限制其移动自由度，步进电机（4）用4枚M4沉头螺栓固定于外壳（1）上；

探头及其夹持装置上包含：OLYMPUS的5MHz平探头（5）一个，探头调整固定支架（6）一套；探头（5）置入探头调整固定支架（6）上的圆孔内，调整旁边螺栓松紧，以夹紧固定探头；

扫查装置上包含：扫查模组主体（7）一套，步进电机（8）一个，步进电机（8）通过4枚M3螺栓固定到模组主体（7）上，并通过联轴器与模组主体（7）内部同步轮轴相连；

扫查装置的模组主体（7）与外壳（1）通过8枚M4内六角螺栓固定连接，探头及其夹持装置与扫查装置模组主体（7）上滑块用4枚M6的沉头螺栓紧固连接；

耦合方式采用非接触的喷水耦合；水泵和直流电源作为辅助装置，其中水泵为水耦合探头提供耦合环境，直流电源为超声无损检测装置提供电源，用水作为耦合剂，需要加装水泵进行供水，再由输水管线对探头位置进行供水，保证探头与工件表面的完好接触；

扫查装置能在两个方向上运动，分别是X轴方向即磁性驱动轮步进方向和Y轴方向即模组主体上滑块移动的方向；扫查过程中，X轴步进电机带动同步轮-带传动，使磁性驱动轮转动，达到步进的目的；Y轴模组主体的步进电机带动探头做往复运动；Y轴方向上探头每动一次，穿插X轴方向上磁性驱动轮步进一次，即生成栅格式扫查图像。

2.应用如权利要求1所述的一种深长孔管类件可视化超声无损检测装置的方法，其特征在于：

1)、将扫查装置提起吸附于被检工件上；先开启控制模块中的电脑；开启扫查装置开关；

2)、调整扫查范围、延时和增益扫查参数，使A扫波形显示在界面上；调整X、Y方向扫查参数，打开供水开关，排出气泡后，启动扫描；

3)、扫查过程中可随时暂停扫描；某处扫查结束后，停止扫描，更换位置以继续扫查；

4)、通过电机控制，设置扫查时速度与范围，X轴为磁轮步进方向，Y轴为滑块带动探头步进方向；

5)、控制探头位置，找准缺陷位置和设置起始位置，停止功能可在扫查过程中使探头进行立即停止；

6)、扫查时，显示范围内A扫波；通过调节增益值，放大A扫波的高度；通过延迟功能，把目标区域A扫波显示在A扫界面内；

7)、波幅成像，由接收到反射波幅高低产生；或者距离成像；

8)、显示缺陷面积并计算总缺陷面积所占百分比，判断工件是否合格；

9、)扫查结束后，依次关闭供水开关、扫查装置开关及电脑；

10)、选择保存或不保存数据及图像；通过图像载入功能对检测开始时保存的数据进行回放，并可随时暂停和结束回放过程。