[发明专利]一种回旋式扫描筒体超声在线检测方法

说明书

技术领域

本发明属于基于超声波在线检测技术领域，具体地说，涉及一种回旋式扫描筒体超声在线检测方法。

背景技术

目前在自动超声检测领域处于技术和设备先进的国外厂商有德国的Krautkramer公司、美国的Panametrics公司、ABB公司、丹麦的Force研究所；国内超声波探伤设备的厂商也有十几家，如汕头超声波仪器研究所、上海超声波仪器厂等，但多数属于中小企业，装备和技术力量比较薄弱，缺少独立研究与开发能力，与国外同行企业的差距比较大。

现有“超声在线检测系统”，大多针对不同工件、焊缝等讨论以计算机技术为核心的超声在线检测系统的组成与设计。主要分为系统整体集成方法研究、信号处理方法研究、软件平台的研制三个模块。讨论了超声探头的选择和研制原则、信号发射与接受、采集单元的研制原则、控制单元的研制原则、机械系统的研制原则和信号处理及软件系统的设计原则等。其重点在于研究串口通信方面、软件设计方面及信号处理方面技术。专为筒体超声检测系统尚未见到。

由上海、宝应及有关煤气公司、用具厂协作的课题是针对民用掖化气钢瓶壁薄、焊缝宽度大，内外增强层高且不规则而无法逐一准确检测等特点，经反复验证，研制出采用聚束平行横波声束探伤方法，较理想地解决了钢瓶筒体焊缝的无损检测难题`这台超声波探伤仪，每分钟可探测两只钢瓶，频率为5赫兹，灵敏度和精确率高，对钢瓶焊缝缺陷检出率能高达99％，在检测中发现超标缺陷时，还能以光、音响和波形及波路线记录等形式自动报警。对保证钢瓶生产质量和安全均有较高的经济价值。技术设计方面由于保密未能见到。基本原理上利用钢瓶的自旋和工进同时扫描，厚度有一定限制。对较薄较小的筒体无法检测。

对于薄板的探伤，目前已有多种检测手段，比较常见的有：射线检测、涡流检测、磁粉探伤和超声检测等技术。通常的涡流检测对表面不规则的起伏和疵病难于区分，容易引起误判并且难于进行定性、定量；磁粉探伤较适用于表面疵病探伤，对于这种存在于薄板中的缺陷进行检测较为困难，并且这种方式也难应用于在线检测环境；对于薄板内部质量的检测，应用最为广泛的是X射线透视法检测，直观明了，对于本检测对象及检测要求而言，一方面成本高难于实现在线检测，更主要的是因筒体结构较小只能采用双壁投影，稍深的微小裂纹X射线透视法已无法检出；超声检测是采用较多的另一种检测方法，但对于这种薄壁(1.5mm以下)筒体结构件，要检出深度为0.05mm的微裂纹，还没有一种成熟的技术可供在线检测使用。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种回旋式扫描筒体超声在线检测方法，在已有的基础上提出回旋扫描模式，重新布置超声传感器位置数目，克服螺旋扫描的自旋和工进同时存在而引起的耗时问题，提高检测效率。同时，对不同材料的筒体，通过改变声阻模型及传感器位置可实现检测。

其技术方案如下：

一种回旋式扫描筒体超声在线检测方法，包括以下步骤：

步骤1.由机械运动部件将待测筒体运送到检测平台，再由内置机械手安放在指定位置；

步骤2.调整纵横探测探头位置及数量。纵向探头负责检测点状及横向面状缺陷，横置探头负责检测点状及纵向面状缺陷；

步骤3.根据不同筒体，选择超声频率范围。单通道的超声触发频率为0.75KHz，即每通道的特征信号的采集速度为0.75KSPS。由于检测对象为圆筒状工件，超声波对工件扫描轨迹为回旋型，周期点数取决于被检工件的直径和旋转速度，对特定型号的工件是一定的；

步骤4.回转筒体，开始检测。检测时工件转速是500转/分，工件旋转一周为0.12s；

步骤5.超声波以纵波形式从筒体外表面进入筒体形成板波沿筒体向前传播，当遇到缺陷时反射形成缺陷波，由缺陷闸门限时选择，由积分电路和峰值保持电路对缺陷特征进行硬件提取，经由多通道采集卡转化为数字信号，通过自适应相关算法进行缺陷识别和分选。

本发明的有益效果为：本发明在已有的基础上提出回旋扫描模式，重新布置超声传感器位置数目，克服螺旋扫描的自旋和工进同时存在而引起的耗时问题，提高检测效率。同时，对不同材料的筒体，通过改变声阻模型及传感器位置可实现检测。

附图说明

图1为薄壁筒体超声在线检测原理图；

图2为超声探头分布及检测原理图；

图3为板波相速度与频率×板厚的关系图；

图4为f＝5MHz d＝1.2mm A1型声压曲线；

图5为实验结果外壁纵伤图；

图6为实验结果外壁横伤图；