[发明专利]一种基于超声波金属探伤自修复装置

说明书

本发明公开了一种基于超声波金属探伤自修复装置，由扫描装置、信号接收装置、反馈装置、预警装置、计时器、微型电机、控制电路板、金属修补胶喷管、第一倾斜超声探头、第二倾斜超声探头、底座、打磨清扫装置、激光熔覆探头、导轨组成。扫描装置驱动第一倾斜超声探头产生高频超声波倾斜射入金属试件，经缺陷产生回波，信号接收装置对回波信号处理，控制电路板驱动预警装置预警，反馈装置根据回波信号损失量控制金属修补胶喷管喷射金属修补胶，实现超声波探伤检测和自修复。本发明提供了一种基于超声波金属探伤自修复装置，具有灵敏度高、可调控、安全稳定、仅消耗检测探头等优点，对于金属管道表面缺陷探伤和修复具有良好应用前景。

技术领域

本发明属于超声波探伤和修复装置领域，具体涉及一种基于超声波金属探伤自修复装置。

背景技术

20世纪20年代，有学者提出利用压电效应产生振源来检测管道的内部缺陷并对其检测机理进行研究，为管道的缺陷检测和维护提供了可能的发展方向，但由于当时技术上存在困难，未能投入实用。

1948年开始用声脉冲反射法对金属材料进行检验，促进了超声波探伤的发展，随着无线电电子学的兴起，尤其是雷达技术和水声学的发展，使得超声波用于金属探伤和修复成为可能。

发明内容

针对现有方法中存在的检测灵敏度不高，缺乏高效率的自填充和修复方法以及探测时间周期长等不足，本发明的目的在于以超声波探伤无损检测为基础，用高性能低功耗的嵌入式单片机作为控制电路板，将接收装置采集到的载有缺陷信息的回波信号进行数据处理包括信号补偿放大和量化编码，反馈装置控制金属修补胶喷管喷射金属修补胶及第一倾斜超声探头检测的速度，实现对待测试件的缺陷检测和自修复。

本发明通过以下技术方案实现：一种基于超声波金属探伤自修复装置，由扫描装置、信号接收装置、反馈装置、预警装置、计时器、微型电机、控制电路板、金属修补胶喷管、第一倾斜超声探头、第二倾斜超声探头、底座、打磨清扫装置、激光熔覆探头、导轨组成；其特征在于：第一倾斜超声探头包括外壳、陶瓷衬底、压电晶体、电极、控制电路线、固定板；陶瓷衬底由封胶固定于外壳底部，压电晶体由封胶固定于陶瓷衬底上方，电极位于压电晶体上侧靠近外壳一侧，控制电路线连接压电晶体安置在固定板中，整个外壳内部由氮气填充；第一倾斜超声探头和第二倾斜超声探头固定在底座下方两侧，且放置在同一水平线，扫描装置控制第一倾斜超声探头连续扫描，信号接收装置连续接收第二倾斜超声探头采集到的回波信号，信号接收装置与反馈装置相连，反馈装置接收控制信号驱动微型电机控制金属修补胶喷管喷射金属修补胶，激光熔覆探头发射激光束加热金属修补胶，同时预警装置预警，计时器显示检测时间，打磨清扫装置对修补区打磨清扫，控制电路板监控各装置的启动与停止实现超声波探伤检测和自修复。

所述连接结构是已经封装好的连接各装置，用来传输信号，进行控制的导线。

本发明的工作原理是：第一倾斜超声探头发射高频超声波脉冲到待测物体表面并在物体中传播，到达物体与外界分界面时反射到信号接收装置，当待测物体存在缺陷时产生衰减的回波信号，扫描装置驱动第一倾斜超声探头连续检测，同时信号接收装置对回波信号进行信号处理精准判断缺陷位置，反馈装置根据衰减量控制金属修补胶喷管喷射金属修补胶，实现对待测物体的缺陷检测和自修复。

本发明的有益效果是：以超声波探伤无损检测为基础，利用高性能低功耗的嵌入式单片机，将信号接收装置采集到的回波信号进行信号处理包括信号补偿放大和量化编码，通过反馈装置控制金属修补胶喷管喷射金属修补胶及第一倾斜超声探头的检测速度，检测到缺陷信号降低第一倾斜超声探头的检测速度，实现对待测试件的缺陷检测和自修复，检测过程灵敏度高、可调控、安全稳定、操作简单、只消耗耦合剂和检测探头。

附图说明

图1是一种基于超声波金属探伤自修复装置的装置图。

图2是一种基于超声波金属探伤自修复装置的第一倾斜超声探头内部结构示意图。