[发明专利]一种人字门拉杆探伤装置及其监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人字门拉杆探伤装置及其监控方法，属于工件无损探伤领域。 

背景技术

船闸是水电枢纽工程的重要建筑物之一，船闸人字门的拉杆受到闸门枢纽传来的偏心力和摩擦力矩，门叶的开启、关闭使杆内的应力发生周期性的变化。若材料有缺陷或不均匀性、加工或使用过程中的应力集中、腐蚀等，会使顶枢拉杆某些部位疲劳裂纹萌生、扩展。而且这些裂纹不易察觉，若任其发展，容易导致拉杆突然断裂，酿成事故。 

目前，对于人字门拉杆有无缺陷尚缺乏有效检测手段，因此根据其结构特点和损伤特性开发专用检测设备，对于保证及时发现安全隐患，减少日常检修对船闸正常运行的影响具有重要的意义。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种随装随测，毋须拆卸拉杆，不影响船闸正常工作的拉杆探伤装置及其监控方法。 

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现： 

本发明的一种人字门拉杆探伤装置，包括涡流探头监控装置、信号分析处理模块、PC终端、MSP430单片机、功率放大电路；其中， 

涡流探头监控装置安装在被测拉杆上，探头由激励线圈和霍尔传感器组成，脉冲涡流检测系统就是给激励线圈通以具有一定占空比的脉冲电流，当脉冲电流处于上升沿或下降沿变化时，电流发生突变从而会在线圈周围产生变化的磁场，被测试件（金属导体）处于变化的磁场中，其表面就会产生涡流，霍尔传感器置于被测试件上方，即变化的磁场中，输出瞬时电压值并返回信号分析处理模块； 

PC终端用于设定涡流探头监控装置的移动及工作参数，并发送至信号分析处理模块； 

信号分析处理模块用于将PC终端设定的移动参数发送至涡流探头监控装置，将工作参数发送至MSP430单片机，并调理探头返回的瞬时电压值使之满足单片机采集电压的要求； 

MSP430单片机用于产生脉冲信号及采集返回电压； 

功率放大电路用于放大单片机所产生的脉冲信号的输出功率使得涡流探头有足够大的输出幅度。 

进一步的，本发明的人字门拉杆探伤装置中，涡流探头监控装置包括卡盘、主支撑爪、副支撑爪、直驱伺服电机、滑轮、伺服电机、齿轮、联轴器、螺杆、滑块、滑槽、涡流探头、轴承、螺丝、螺母、铰链；卡盘两臂可绕铰链旋转，螺丝和螺母控制其开合，伺服电机连接齿轮控制支撑爪将卡盘固定在被测拉杆上，直驱伺服电机安装在滑轮中，控制卡盘的旋转，伺服电机与螺杆通过联轴器连接，螺杆的旋转运动转化为滑块在滑槽中的水平移动，涡流探头与滑块相连。 

进一步的，本发明的人字门拉杆探伤装置中，信号分析处理模块包括DSP芯片，用于控制模块接收和发送信号；以及AD620芯片与二阶低通滤波器，用于去除噪声对探头所返回的瞬时电压值的影响。 

进一步的，本发明还提出人字门拉杆探伤装置的监控方法，包括如下步骤： 

步骤A，将首卡盘环绕于拉杆上，拧紧螺丝，打开伺服电机正转开关，使首卡盘固定在拉杆上； 

步骤B，将滑槽对准首卡盘主支撑爪的接口，螺杆插入接口内的联轴器并固定； 

步骤C，将尾卡盘环绕于拉杆上，拧紧螺丝，将其主支撑爪接口对准滑槽，拉杆自由端插入接口内轴承并固定，打开伺服电机正转开关，使尾卡盘固定在拉杆上； 

步骤D，在PC终端输入卡盘旋转角度、滑块移动速度、探头工作参数，点击确认并发送至信号分析处理模块； 

步骤E，信号分析处理模块根据接收的参数控制卡盘旋转、滑块移动，并控制单片机产生脉冲信号从而使探头产生涡流，探头工作过 程中输出瞬时电压值并返回信号分析处理模块； 

步骤F，信号分析处理模块对返回的瞬时电压值进行放大、滤波、调理后经由单片机采集并返回PC终端； 

步骤G，PC终端根据电压数据绘制电压变化曲线，反映拉杆损伤情况； 

步骤H，重复步骤D至G，输入不同的旋转角度对拉杆各处进行检测。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1、填补了人字门拉杆探伤领域的空白。 

2、对于厚度有变化的复杂多层结构的小构件扫描，可分辨结构变化和缺陷参数变化对信号的影响，无需更换探头或改变设置参数。 

3、智能化程度高，滑块的平动速度和卡盘的旋转角度通过PC终端控制，可对拉杆进行全方位检测。 

4、适应性强，对于尺寸相差不大的拉杆可用同一组涡流探头监控装置。 

5、安装简单，操作方便，检测过程不影响船闸正常工作。 

附图说明