[发明专利]一种环件自动化多频阵列超声无损检测装置及方法

权利要求书

1.一种环件自动化多频阵列超声无损检测装置，其特征在于，包括装有耦合剂的收集槽、设置在所述收集槽内的回转检测平台、驱动所述回转检测平台绕其自身轴线旋转的R轴伺服电机、轴向线性模组、驱动所述轴向线性模组沿回转检测平台轴向移动的轴向伺服电机、安装在所述轴向线性模组上的外圆面多频探头阵列、径向线性模组、驱动所述径向线性模组沿回转检测平台径向移动的径向伺服电机、安装在所述径向线性模组上的端面多频探头阵列、与所述外圆面多频探头阵列和端面多频探头阵列连接的多通道超声检测仪、与所述多通道超声检测仪连接的工控机以及与所述工控机连接的控制柜；所述控制柜分别与R轴伺服电机、轴向伺服电机和径向伺服电机连接，所述外圆面多频探头阵列包括多列频率不同的探头，用于检测环件径向不同深度的缺陷，所述端面多频探头阵列包括多列频率不同的探头，用于检测环件轴向不同深度的缺陷。

2.根据权利要求1所述的环件自动化多频阵列超声无损检测装置，其特征在于，所述轴向线性模组上安装有外圆面探头夹具，用于调整外圆面多频探头阵列的角度使其晶片平面与环件外圆面平行，且沿环件轴向设置。

3.根据权利要求1所述的环件自动化多频阵列超声无损检测装置，其特征在于，所述径向线性模组上安装有端面探头夹具，用于调整端面多频探头阵列的角度使其晶片平面与环件端面平行，且沿环件径向设置。

4.根据权利要求1所述的环件自动化多频阵列超声无损检测装置，其特征在于，所述外圆面多频探头阵列中各不同频率探头的检测范围连续，且最大检测深度与环件的厚度一致；所述端面多频探头阵列中各不同频率探头的检测范围连续，且最大检测深度与环件的高度一致。

5.根据权利要求1所述的环件自动化多频阵列超声无损检测装置，其特征在于，所述外圆面多频探头阵列和端面多频探头阵列均包括一列高频探头和一列低频探头，所述高频探头的频率为5MHz～10MHz，所述低频探头的频率为2MHz～3MHz。

6.根据权利要求1所述的环件自动化多频阵列超声无损检测装置，其特征在于，该装置还包括噪声滤波器，所述噪声滤波器设置在控制柜与所有伺服电机之间。

7.根据权利要求1所述的环件自动化多频阵列超声无损检测装置，其特征在于，该装置还包括该装置还包括x轴线性模组、y轴线性模组、z轴线性模组、x轴伺服电机和y轴伺服电机，所述轴向线性模组和径向线性模组均安装在z轴线性模组上，所述x轴伺服电机和y轴伺服电机分别与控制柜连接，所述x轴伺服电机用于驱动y轴线性模组在x轴线性模组上做横向移动，所述y轴伺服电机用于驱动z轴线性模组在y轴线性模组上做纵向移动，所述横向和纵向相互垂直且构成的平面与回转检测平台的轴线垂直。

8.一种基于权利要求1-7中任一项所述环件自动化多频阵列超声无损检测装置的环件自动化多频阵列超声无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将环件同轴向固定设置在回转检测平台上，外圆面多频探头阵列和端面多频探头阵列的初始位置均位于环件外圆面上方边缘，外圆面多频探头阵列的晶片平面与环件外圆面平行且沿环件轴向设置，其与环件外圆面之间设有一定提离距离，端面多频探头阵列的晶片平面与环件端面平行且沿环件径向设置，其与环件端面之间设有一定提离距离，向收集槽内注入耦合剂直至液面淹没所有探头；

S2、启动多通道超声检测仪，所有探头开始检测，R轴伺服电机驱动回转检测平台匀速转动，进而带动环件绕其自身轴线匀速旋转，环件转动一周回到初始点的同时所有探头完成对环件一圈的检测，在检测过程中，所有探头将检测到的超声波信号发送给多通道超声检测仪，多通道超声检测仪把接收到的超声波信号转换为超声扫波形图并传输给工控机进行处理；

S3、通过径向伺服电机驱动径向线性模组带动端面多频探头阵列沿回转检测平台径向移动距离Δy，移动方向指向环件内孔，Δy＝(1-S)·m·d，m为端面多频探头阵列每列中探头的数量，S为探头的重复覆盖率，d为探头的晶片直径，同时通过轴向伺服电机驱动轴向线性模组带动外圆面多频探头阵列沿回转检测平台轴向移动距离Δz，移动方向指向环件底部，Δz＝(1-S)·n·d，n为外圆面多频探头阵列每列中探头的数量，重复步骤S2，直到端面多频探头阵列移动到环件内孔边缘且外圆面多频探头阵列移动到环件底部为止，即完成环件的超声信号采集和记录。