[发明专利]一种自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及热煨弯管裂纹检测技术领域，特别涉及一种自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统。

背景技术

目前，在长输油气管道建设中大量使用热煨弯管，而对热煨弯管的裂纹检测没有统一规定，使得多种超声检测技术和数字射线检测技术并存。按照国内的相关标准要求，在热煨弯管管端500mm范围内，均需要进行全方位超声波裂纹检测，确保热煨弯管在弯制过程中不会产生小裂纹。目前国内热煨弯管的检测均采用手工超声A扫检测仪，该检测方法存在如下不足：由于超声检测技术的方向性很强，因此对于一个热煨弯管的检测需要多名技术人员进行反复多方位的扫查，费时费力；此外，超声A扫检测仪的聚焦性差、分辨率低，裂纹检出率低，裂纹定位不准确，可靠性差。

发明内容

为了解决现有热煨弯管裂纹检测费时费力，裂纹检出率低及裂纹定位不准确等问题，本发明提供了一种自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统，所述系统包括工控机、超声采集器、多轴控制器、TOFD探头、横向探头、直流伺服电机、位置编码器、纠偏编码器和直流电源；所述工控机与超声采集器通过USB数据线连接，所述超声采集器通过同轴电缆分别与所述TOFD探头和横向探头相连，所述工控机与多轴控制器通过网线相连，所述多轴控制器与连有位置编码器的直流伺服电机和纠偏编码器连接，所述直流电源分别与超声采集器、多轴控制器、直流伺服电机、位置编码器和纠偏编码器连接。

所述超声采集器包括USB接口电路、FPGA电路、超声信号发射电路、模拟信号输入电路和A/D数模转换电路；所述USB接口电路与FPGA电路连接，所述FPGA电路与超声信号发射电路连接，所述超声信号发射电路与模拟信号输入电路连接，所述模拟信号输入电路与A/D数模转换电路连接，所述A/D数模转换电路与FPGA电路连接。

本发明提供的自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统，通过磁条自动纠偏控制技术和自动超声检测技术的结合，可检测热煨弯管中任意走向的缺陷和向表面延伸的裂纹，自动化程度高，结构紧凑、安装使用方便，具有对各向裂纹检出率高、检测结果可存储及检测快等优点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统的原理结构示意图；

图2是本发明实施例提供的自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统的电气连接示意图；

图3是本发明实施例多轴控制器与位置编码器、纠偏编码器之间的电气连接示意图；

图4是本发明实施例FPGA接口电路的电路图；

图5是本发明实施例USB接口电路与FPGA电路的连接示意图；

图6是本发明实施例超声信号发射电路的电路图；

图7是本发明实施例模拟信号输入电路的电路图；

图8是本发明实施例A/D数模转换电路的电路图；

图9是本发明实施例FPGA电路与USB接口的外围电路。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供的自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统，通过磁条自动纠偏控制技术和自动超声检测技术的结合，可检测热煨弯管中任意走向的缺陷和向表面延伸的裂纹，自动化程度高，使用方便，具有对各向裂纹检出率高、检测结果可存储及检测快等优点；通过磁条自动纠偏控制技术，可以方便地适用于各种管径的热煨弯管检测，并通过二维伺服扫查，可覆盖整个待检区域，为热煨弯管裂纹检测提供了全新的解决方案。

参见图1，本发明实施例提供了一种自动纠偏弯管裂纹自动超声检测系统，该系统包括工控机、超声采集器、多轴控制器、TOFD探头、横向探头、直流伺服电机、位置编码器、纠偏编码器和直流电源；其中，工控机与超声采集器通过USB数据线连接，超声采集器通过同轴电缆分别与TOFD探头和横向探头相连，工控机与多轴控制器通过RJ45网线相连，多轴控制器与连有位置编码器的直流伺服电机和纠偏编码器连接，直流电源分别与超声采集器、多轴控制器、直流伺服电机、位置编码器和纠偏编码器连接。如图1所示，直流伺服电机包括轴向直流伺服电机、周向左转直流伺服电机和周向右转直流伺服电机，多轴控制器分别与轴向直流伺服电机、周向左转直流伺服电机和周向右转直流伺服电机连接；位置编码器包括轴向电机编码器、周向左转电机编码器和周向右转电机编码器，多轴控制器分别与轴向电机编码器、周向左转电机编码器和周向右转电机编码器连接。