[发明专利]用于检测外方内圆铠甲缺陷的超声波特征成像检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像检测装置，尤其涉及一种用于检测外方内圆铠甲缺陷的超声波特征成像检测装置。

背景技术

超导线的保护外套（简称铠甲）由外方内圆的不锈钢管制造，因其内部通有液氮，并在盘绕成线圈时受弯曲变形，对其质量要求十分严格。然而对外方内圆铠甲的检测存在以下难点：

（1）高衰减：超声波在奥氏体不锈钢中传播时，其衰减主要由两部分组成，即吸收和散射，纯吸收主要与探头的频率有关。一般可通过增强发射电压和增益及选择合适的探头来减少吸收衰减带来的影响。一般比较难以解决的是散射带来的影响，这是由于散射在反射波中不仅减小了缺陷和底面反射波的高度，而且产生了很多传播时间不同的反射波，即所谓的林状回波，而真正的反射波隐匿在其中。

奥氏体不锈钢作为声学各向异性的材料，其粗大晶粒组织及枝状晶体结构对超声波的传播影响很大，高衰减伴随着强烈的晶界散射使得超声波检验这种材料时信噪比很低，给检验带来很大的困难。

（2）定位困难：由于声速在各方向上的差异，定位也显得十分困难

（3）异形结构，由于是外方内圆的结构，属于变截面结构，底波反射波位置不同，导致定位困难。

因此，为了克服以上难点，保证外方内圆铠甲的质量十分重要。但现在检测方法主要采用的是人工A扫描的方式，工作量大，效率低下，可靠性差。故而需要研究并开发一套自动化的外方内圆铠甲的超声波检测系统。

采取特征扫描的方法，利用计算机全波列采集检测信号，提取和存储许多特征，经过信号处理后，按多种特征进行成像显示，这里所说的特征是指超声波信号的特征，包括超声波的上升时间、下降时间、脉冲周期和频谱特征等。

特征扫描成像是由传统的C扫描成像发展起来的。在做复合材料的C扫描检测时，由于来自叠层和纤维的多个回波及信号衰减的影响，设定阈值比较困难，因而开发了特征扫描成像技术。由于C扫描只注意超声波形的一个主要特征—幅度，所以可认为C扫描是特征扫描的子集。

特征扫描集成了C、B扫描的优点和功能，但特征扫描的检测能力远远超过C、B扫描。除了检测局部缺陷外，还能够对检测信号进行频谱分析、数字滤波；通过各种特征量的提取和重构，能够实现缺陷的自动识别，从而提高了定量的精度。

特征扫描技术的关键是缺陷特征的研究和确定，需要专用换能器提取复合材料内部的检测信息，利用数字化技术全波列采集检测信号，并存储在计算机里边，通过计算机完成对信号的各种处理，并以图像方式显示各种特征参量。

本发明装置采用特征扫描的方式进行成像检测，提高了效率，克服了检测难点并增强了可靠性。

发明内容

本发明的目的在于：为提高检测效率，克服检测难点，提供一种检测速度快、可靠性强、可以有效的检测出外方内圆铠甲内表面、外表面和内部裂纹及缺陷的超声波特征成像检测装置。

本发明包括外方内圆铠甲输送系统、压紧定位机构和检测系统，其中外方内圆铠甲输送系统及压紧定位机构设置在辅助机架A、B、C、D、E、F之上，且保证机架在同一水平基座上，检测系统设置在中间，各部分均通过控制装置控制，协调配合，即可完成外方内圆铠甲特征成像检测操作。现将其功能、结构组成和工作情况分述如下：

1、外方内圆铠甲输送系统。主要起输送作用，将铠甲沿作业线自由传送。它包括在检测系统两侧对称布置的四套传动机构。传动机构由四组主传动电机、减速器、连杆和输送辊构成。主传动电机驱动减速器旋转，带动减速器输出端的连杆旋转，通过连杆再将动力传输给中间输送辊 ，两侧的四组主传动电机同时工作带动四组输送辊同样地同时同方向旋转。因此，置于输送辊上的外方内圆铠甲即随电机的正反转而左右自由输送。

2、压紧定位机构。用来将待检测铠甲移动稳定，同时控制移动时工件的抖动。在四组机架上分别布置四个压轮，并将压轮固定在水平板上，通过垂直移动电机驱动丝杠旋转，通过垂直连杆带动水平板上下移动，从而使固定在水平板上的压轮自由的上下移动。四组水平板应在同一高度，以保证待检测铠甲水平、稳定的移动。