[发明专利]一种多角度超声波监测固体缺陷的装置、系统和识别方法

说明书

本发明涉及超声波检测技术领域，目的是提供一种多角度超声波监测固体缺陷的装置，本发明包括油浸在安装底座上的旋转块B、油浸在所述旋转块B内部的旋转块A，所述安装底座上设置有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴与所述旋转块B连接，所述旋转块B上设置有第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴与所述旋转块A连接，所述旋转块A上还设置有压电换能器，还包括有控制单元和无线通讯模块，所述控制单元分别与所述第一步进电机、第二步进电机和压电换能器连接，所述控制单元通过所述无线通讯模块与用户端连接，本发明结构合理，实用性强，适合推广。

技术领域

本发明涉及超声波监测领域，具体涉及一种多角度超声波监测固体缺陷的装置、系统和识别方法。

背景技术

大规模在役大型钢件长期受到拉压剪切力的影响，在结构件内部反复存在变化的应力，如若长期服役则会在结构件内部产生一系列缺陷(主要为裂纹)，这些裂纹对安全生产、运营关系甚大，严重威胁生命财产安全。传统的缺陷检测方法主要是人工作业，用涡流，超声波，X光等无损检测方法，这些方法较为单一，大部分为高空作业，其工况恶劣、现场准备工作复杂，对操作要求高，均不能实现对关键部位进行自动化实时监测，更没有长期可靠的数据进行分析，甚至在许多大型件监测领域还没有有效可靠的缺陷监测系统。

CN106568841A，重载荷行车大梁裂纹缺陷的监测方法，该发明公开了一种重载荷行车大梁裂纹缺陷的监测方法，本方法选择满足灵敏度要求的电磁超声表面波探头，并且呈相对或并排布置于行车大梁腹板位于柱肩梁的弧形部位；将探头电缆接插端与电磁超声波数据采集仪相联，进行现场回波数据采集，观察回波变化，以使行车大梁腹板的弧形表面结构回波刚刚消失的探头声束角度位置作为固定探头的位置；探头固定后，定期采集和保存每一探头的波形数据并比较，当发现明显的异常回波时，采取可靠方式进行回波性质确认；对于判定为裂纹缺陷的异常回波通过定期采集回波数据的方式确定其扩展状况，以判定行车大梁是否开裂。本方法克服了传统检测方式的缺陷，通过监测预报，及时发现安全隐患，避免事故带来的巨大损失。

因此,需要一款装置和检测方法，能够自动化的实时监测大型钢件关键部位的裂纹，易于安装、实现快速的缺陷定位，实现360度的全方位自动检测。

发明内容

本发明针对目前大型钢件关键部位裂纹缺陷监测扫描范围小，非定点检测，自动化程度低，无法三维成像、作业环境恶劣等问题，提出了一种三维扫描式超声波监测大型钢件裂纹缺陷的装置和方法；

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多角度超声波监测固体缺陷的装置，包括油浸在安装底座上的旋转块B、油浸在所述旋转块B内部的旋转块A，所述安装底座上设置有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴与所述旋转块B连接，所述旋转块B上设置有第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴与所述旋转块A连接，所述旋转块A上还设置有压电换能器，还包括有控制单元和无线通讯模块，所述控制单元分别与所述第一步进电机、第二步进电机和压电换能器连接，所述控制单元通过所述无线通讯模块与用户端连接。

优选的，所述旋转块A、所述旋转块B和所述安装底座均采用相同的固体材质制成，其中，所述旋转块A、所述旋转块B和所述安装底座之间填充有润滑油。

优选的，所述旋转块B的边缘设置有齿轮槽，所述第一步进电机的输出轴上设置有传动齿轮，所述传动齿轮与所述齿轮槽啮合。

优选的，所述第一步进电机上设置有第一角度编码器，所述第二步进电机设置有第二角度编码器，所述第一角度编码器获取所述旋转块B的旋转角度数据，所述第二角度编码器获取所述旋转块A的旋转角度数据，所述第一角度编码器和所述第二角度编码器均与所述控制单元连接，所述控制单元包括有分别与激励电路和采集电路连接的单片机，所述激励电路与所述采集电路均与所述压电换能器连接，所述采集电路包括有放大电路和AD采集电路，所述单片机通过AD采集电路与所述放大电路连接，所述放大电路与所述压电换能器连接。