[发明专利]一种复合钢板焊缝超声检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种复合钢板焊缝超声检测系统，包括超声波探头和位置传感器，其特征在于，所述超声波探头电性连接有超声波采集单元，所述超声波探头对钢板的焊缝的超声波的回波信号，所述超声波采集单元用于采集超声波的回波信号并做出相应的信号处理，所述位置传感器电性连接有位置检测模块，所述位置检测模块用于检测焊缝中不同缺陷点的具体位置，所述超声波采集单元电性连接有数据发送模块，所述位置检测模块与数据发送模块电性连接，所述数据发送模块电性连接有USB端口，所述USB端口的输出端电性连接有计算机，所述数据发送模块用于将超声波回波信号和焊缝缺陷的数据发送到计算机，所述计算机包括处理器、与处理器电性连接的数据接收模块、数据储存器、数据处理模块、定位模块和直立视图生成模块，所述直立视图生成模块外接有显示器，所述数据接收模块用于接收USB端口传输的数据信号，其中，包括焊缝缺陷的位置数据和超声波回波信号数据，所述数据处理模块用于对接收的数据信息计算，然后通过定位模块将焊缝缺陷的所有区域点进行二维的定位排列，所述直立视图生成模块作用在于将所有二维的定位的焊缝缺陷视图实现三维构建模型，最后在显示器上显示出焊缝的检测结果，这样可以的直观的检测到钢板焊缝的缺陷区域视图。

2.根据权利要求1所述的一种复合钢板焊缝超声检测系统，其特征在于，所述超声波采集单元包括超声波采集板，所述超声波采集板电性连接有信号转换模块，所述信号转换模块包括A/D转换模块和D/A转换模块，所述信号转换模块主要用于将模拟信号转换成数字信号和将数字信号转换成模拟信号，所述信号转换模块电性连接有现场可编程模块，所述现场可编程模块主要是根据软件程序对采集的信号进行数据传输，所述现场可编程模块电性连接有控制参数设置模块，所述主要用于对系统中的检测参数进行设置，所述控制参数设置模块电性连接有数据输出模块。

3.根据权利要求2所述的一种复合钢板焊缝超声检测系统，其特征在于，所述现场可编程模块在对信号进行数据传输过程中，系统汇总设置有前端模拟电路，所述前端模拟电路主要用于超声波信号的收发和模拟信号的预处理，当有电源供电时，前端模拟电路开始工作，即开始触发超声波信号并接收超声波回波信号，接收到的模拟超声信号由A/D芯片转换成为数字信号，一个A信号的大小为10KB,这个信号会暂时存储于现场可编程模块中的10KB大小的储存器中，然后这个A信号会被顺次分为十个大小为1KB的数据，再按照顺序传输到USB芯片的1M的储存器中，上层软件便可使用接口函数直接对这一缓存区进行读取操作。

4.根据权利要求2所述的一种复合钢板焊缝超声检测系统，其特征在于，所述控制参数设置模块在参数设置过程中，需要在系统中设置增益参数和延迟参数，主要是为了获得最好的缺陷回波质量，其中，操作员在进行增益参数设置后，系统软件通过接口函数把参数设置值写到USB芯片中专门用来存放指令数据的1KB缓存区内，然后再写到现场可编程模块中6bit大小的指令缓存区，延迟的实现在现场可编程模块中完成，即时钟信号为标准做出延缓传输A信号的操作，这样就实现了延迟功能。

5.根据权利要求3所述的一种复合钢板焊缝超声检测系统，其特征在于，在设置增益参数过程中，需要现场可编程模块向前端模拟电路发出增益指令，此指令通过数据输出到前端模拟电路对一个回波信号进行放大，增益参数的设置是通过增益指令设置不同的增益变量，从而触发前端模拟电路中不同放大倍数的运算放大器实现的。

6.一种根据权利要求1-5所述的复合钢板焊缝超声检测方法，其特征在于，包括如下步骤；

步骤1：探头前沿长度的测量，将探头放置在复合钢板上，将入射点对准R100处，找出反射波达到最高时探头到R100端部的距离，然后用其所长100减去此段距离。此时所得的数据就是探头的前沿距离。按此方法连测三次，求出平均值；

步骤2：测量探头的K值，利用复合钢板上的直径为50mm横孔的反射角测出并用反三角函数计算出K值，将探头对准试块上直径为50mm横孔，找到最高回波,可以通过公式K＝tgβ＝(L+l-35)/30计算出K值；

步骤3：扫描速度的调节，将探头对准R50、R100，调节仪器使B1、B2分别对准不平刻度，此时计算出L1、L2，其中，L1、L2可以通过公式L1＝KR50/1+K和L2＝KR100/1+K计算出，然后将计算出的数据在示波屏上将B1和B2调至相对应的位置，此时水平距离扫描速度为1：1；

步骤4，直立视图的生成，通过将超声波探头在焊缝上水平匀速移动，最终通过显示器显示出焊缝缺陷的立体视图。