[发明专利]利用超声波对铸造产品的无损测试

说明书

技术领域

本发明涉及对材料特别是在制造过程中对导管的无损测试。

背景技术

已知有各种可选方案，其中有较多的倾向于在对材料的无损测试 方面使用神经网络。但是，当前现有的那些方案不能在工业环境中在 已经在使用的设备上实时工作，同时对瑕疵按照它们的类型飞快进行 分类以便能迅速补救在生产阶段出现的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统来改善这种情况，这种系统：

能用于工业环境和很方便地安装到这种环境内已经存在的 设备上；

能实时使用，也就是说能提供快速诊断(快到足以不减慢 整个生产的速度)；以及

允许对瑕疵按照它们的类型分类，以便认识它们的严重性 和确定瑕疵的技术原因，迅速补救在生产阶段期间的问题。

按照本发明的初始方面，所提出的设备形成在生产期间和结束时 对导管(或其他钢铁产品)进行无损测试的操作工具。这样的工具可 以用来提取导管内的可能瑕疵的信息。按照所选择的时间规则有选择 地激励一些发送超声波传感器。反馈信号由形成具有所选几何形状结 构、安装成通过液体介质媒介与导管超声波耦合的一些接收超声波传 感器捕获。最后，通常在导管与传感器结构之间有相对转动/平移运动。

所提出的操作工具包括：

变换器，能根据所述相对转动/平移运动有选择地在所指定 的时间窗口中析出可能回波的数字表示，从中提取导管内可能瑕 疵的图像；

滤波器，能在图像内确定所推测的瑕疵区段和每个所推测 的瑕疵的性质；

组合器，被配置成根据与来自滤波器的所推测的瑕疵区段 和在该区段内的所推测的瑕疵的性质相应的图像提取以及前后 关系数据，准备神经电路的数字输入；

至少一个接收来自组合器的输入的神经电路；

数字判决和警报级，用来根据神经电路的输出进行操作； 以及

分类和标记机器人，被配置成分离并标记已被数字判决和 警报级认为不合格的导管。

本发明在本地同样作为一种在生产期间或结束时对导管(或其他 钢铁产品)进行无损测试的设备，这种设备包括：

具有所选几何形状的超声波传感器结构，安装成通过液体 介质媒介与导管超声波耦合，导管与传感器结构之间可相对转动 /平移运动；

按照所选时间规则有选择地激励这些传感器元件和收集它 们所捕获的反馈信号的电路；以及

如上面定义的和在下面要详细说明的操作工具。

本发明的另一个方面呈现为一种在生产期间或结束时对导管(或 其他钢铁产品)进行无损测试的过程，这种过程包括下列步骤：

a.提供具有所选几何形状的超声波传感器结构，安装成通过 液体介质媒介与导管超声波耦合，使得导管与传感器结构之间可 相对转动/平移运动；

b.按照所选时间规则有选择地激励这些传感器元件；

c.收集这些传感器元件所捕获的反馈信号，以便有选择地分 析这些反馈信号，从而提取导管内的任何瑕疵的信息。

所提出的过程还包括下列步骤：

d.根据所述相对转动/平移运动有选择地在所指定的时间窗 口中析出可能回波的数字表示并从该数字表示中提取导管内可 能瑕疵的图像；

e.按照所选滤波准则对图像进行滤波，以便确定其中所推测 的瑕疵区段和每个所推测的瑕疵的性质；

f.根据与来自滤波器的所推测的瑕疵区段和在该区段内的 所推测的瑕疵的性质相应的图像提取以及前后关系数据，形成神 经电路的数字输入；

g.将这样形成的输入加到至少一个神经电路上；

h.按照所选判决准则对神经电路的输出进行数字处理，以便 从中提取判决和/或警报，以及

i.分离和标记由步骤h认为不合格的导管。

从本专利申请的其余部分可以看到本发明的其他方面。

附图说明

从以下详细说明和附图中可以清楚地看到本发明的其他特征和 优点，在这些附图中：

图1为具有瑕疵或缺陷或者所谓的参考瑕疵或参考缺陷的导管的 示意性透视图；

图2为例示在脱离生产的导管上的“转动头测试”型设备的例子的 示意性侧视图；

图3A至3C为各种类型的厚度测量和纵向和横向瑕疵测试的细 节图；