專利名稱：變徑厚壁管材水浸探傷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是針對(duì)變徑厚壁管材的金屬制品進(jìn)行超聲波水浸探傷的儀器，特別是應(yīng)用在軍用的炮管上。
背景技術(shù)：
變徑厚壁管材的金屬制品在制造過程中，可能由于淬火的溫度或時(shí)間，或者是金屬內(nèi)有夾渣，可能形成很多缺陷，是用人眼辨別不出來，由于是變徑厚壁管材的直徑大、重量大、長度長，所以用接觸法探傷是很難實(shí)現(xiàn)的。
由于厚壁管的產(chǎn)品多樣，同一支管子由于是變徑，壁厚不均，使水鋼界面的聲程在探傷過程中發(fā)生變化，這種情況下如果采用常規(guī)靜態(tài)調(diào)節(jié)傷閘門位置的方式，必然會(huì)造成水的界面波可能進(jìn)入到傷閘門產(chǎn)生誤報(bào)，或者傷閘門與界面波很遠(yuǎn)，則會(huì)產(chǎn)生漏報(bào)的現(xiàn)象。由于高壓無縫炮管的變徑多，同時(shí)在每個(gè)臺(tái)階的過渡中有一個(gè)圓弧的面，當(dāng)壁厚發(fā)生變化時(shí)超聲波在交界處反射波會(huì)增多，產(chǎn)生密布的雜波，在探傷過程中，造成誤報(bào)。一根變徑的鋼管探傷一次很不容易，如果知道有傷但不能指導(dǎo)傷的位置，這樣會(huì)給用戶帶來很大的麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問題，本實(shí)用新型為現(xiàn)場檢測變徑厚壁管材的金屬制品提供了一種能保證判別缺陷準(zhǔn)確可靠、具有界面跟蹤、自動(dòng)臺(tái)階監(jiān)測、傷的定量定位特征的變徑厚壁管材水浸探傷儀。
變徑厚壁管材水浸探傷儀，由上位機(jī)、上位機(jī)通訊卡、顯示器、高速采樣板、下位機(jī)、下位機(jī)通訊卡、測速板、時(shí)序報(bào)警主板、時(shí)序報(bào)警副板、噴標(biāo)板、顯示板、單片機(jī)控制主板、單片機(jī)控制副板、主機(jī)接收板、前置板、探頭組成，其特征在于該裝置以上位機(jī)為控制核心，上位機(jī)通過ISA總線連接上位機(jī)通訊卡和高速采樣板，顯示器與上位機(jī)連接；下位機(jī)通過ISA總線連接下位機(jī)通訊卡和測速板，下位機(jī)通訊卡通過通訊線與上位機(jī)通訊卡連接；下位機(jī)通過ISA總線還連接時(shí)序報(bào)警主板、單片機(jī)控制主板、單片機(jī)控制副板；時(shí)序報(bào)警主板輸出端連接顯示板，時(shí)序報(bào)警主板連接時(shí)序報(bào)警副板，時(shí)序報(bào)警副板連接高速采樣板和噴標(biāo)板；每個(gè)主機(jī)接收板都分別連接單片機(jī)控制主板或單片機(jī)控制副板，并且每個(gè)主機(jī)接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內(nèi)設(shè)有發(fā)送單元和接收單元，在發(fā)送單元和接收單元之間設(shè)有若干個(gè)采樣探頭。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是變徑厚壁管材水浸探傷儀解決了現(xiàn)場檢測變徑厚壁管材的金屬制品，判別缺陷準(zhǔn)確可靠。


圖1是變徑厚壁管材水浸探傷儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，變徑厚壁管材水浸探傷儀以上位機(jī)為控制核心，上位機(jī)通過ISA總線連接上位機(jī)通訊卡和高速采樣板，顯示器與上位機(jī)連接；下位機(jī)通過ISA總線連接下位機(jī)通訊卡和測速板，下位機(jī)通訊卡通過50芯通訊線與上位機(jī)通訊卡連接；下位機(jī)通過ISA總線還連接時(shí)序報(bào)警主板、單片機(jī)控制主板、單片機(jī)控制副板；時(shí)序報(bào)警主板輸出端連接顯示板，時(shí)序報(bào)警主板連接時(shí)序報(bào)警副板，時(shí)序報(bào)警副板連接高速采樣板和噴標(biāo)板；每個(gè)主機(jī)接收板都分別連接單片機(jī)控制主板或單片機(jī)控制副板，并且每個(gè)主機(jī)接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內(nèi)設(shè)有發(fā)送單元和接收單元，在發(fā)送單元和接收單元之間設(shè)有若干個(gè)采樣探頭。
上位機(jī)通過ISA總線與上位機(jī)通訊卡、高速采樣卡連接實(shí)時(shí)接收每個(gè)通道的波形。
通過上述波形數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行下面的功能分析和處理，以實(shí)現(xiàn)下述功能界面跟蹤由于水浸探傷，因此在一次界面波和二次界面波之間如果有波就說明有傷，所以必須通過先找到一次界面波。為了使傷閘門與水鋼界面的相對(duì)位置始終不變，采用界面跟蹤方法來實(shí)現(xiàn)。水浸法探傷，也需要兩個(gè)閘門，一個(gè)界面閘門和一個(gè)傷閘，界面閘門是水和鋼管表面的閘門。由于高壓無縫炮管或鋼管有許多變徑，當(dāng)探傷從管的一端到另一端時(shí)，水和鋼管的界面是隨著變徑的變化而變化的，通過軟件實(shí)時(shí)對(duì)每幅波的判斷實(shí)時(shí)跟蹤這個(gè)界面，先找到一次界面波，一次界面波的特征是在始波的后面，也就是第二個(gè)最高波，通過軟件判斷后，并進(jìn)行了一些干擾波處理過程，找到一次界面波，在一次界面波的位置形成一個(gè)界面閘門，同時(shí)傷閘門也隨著界面閘門的位置變化而變化。
自動(dòng)臺(tái)階監(jiān)測由于高壓無縫炮管或鋼管的變徑多，同時(shí)在每個(gè)變徑的過渡中有一個(gè)圓弧的面，當(dāng)壁厚發(fā)生變化時(shí)超聲波在交界處反射波會(huì)增多，產(chǎn)生密布的雜波，在探傷過程中，由于應(yīng)用了界面跟蹤，造成誤報(bào)。為解決此問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了自動(dòng)監(jiān)測臺(tái)階的新技術(shù)，在探傷過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測臺(tái)階，發(fā)現(xiàn)處于臺(tái)階交界處的雜波的點(diǎn)數(shù)超過一定范圍時(shí)，判斷為過臺(tái)階，同時(shí)為了避免誤報(bào)，立即關(guān)閉傷閘門，當(dāng)恢復(fù)正常后，又打開傷閘門，這樣才能排除誤報(bào)，保證完全探傷。
傷的定量定位對(duì)各種半徑的厚壁試塊進(jìn)行試驗(yàn)，劃出不同的試塊的定量曲線，并存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)，當(dāng)檢驗(yàn)厚壁管材時(shí)，把相應(yīng)的定量曲線載入主畫面，探傷人員就能根據(jù)曲線判斷傷的大小和位置。通過定位計(jì)算，可以計(jì)算處當(dāng)前傷的折射角度、深度、中心角度和弧長，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傷的定位。
下位機(jī)連接單片機(jī)控制主板、單片機(jī)控制副板、時(shí)序報(bào)警主板、時(shí)序報(bào)警副板、測速板、下位機(jī)通訊卡，它是一個(gè)為上位機(jī)產(chǎn)生有效的波形的重要裝置。
單片機(jī)控制主板發(fā)出整個(gè)系統(tǒng)的主振頻率、0同步信號(hào)、選通道信號(hào)和脈沖發(fā)射時(shí)序信號(hào)，單片機(jī)控制主板和副板都能接收產(chǎn)生閘門信號(hào)，采集每個(gè)通道的閘門內(nèi)的信息(傷波時(shí)間、傷波大小、底波時(shí)間、底波大小)，把上位機(jī)發(fā)來的衰減鏈(衰減、報(bào)警電平、抑制電平)傳輸?shù)街鳈C(jī)接收板，控制波形的高低，調(diào)整系統(tǒng)的垂直線性和水平線性。
時(shí)序報(bào)警主板接收單片機(jī)控制主板的時(shí)序信號(hào)和閘門信號(hào)，經(jīng)過放大驅(qū)動(dòng)后送到模擬顯示箱的顯示板和前置箱內(nèi)的前置板。
時(shí)序報(bào)警副板是把時(shí)序報(bào)警主板放大后的時(shí)序信號(hào)送到上位機(jī)的高速采樣板，同時(shí)把報(bào)警信號(hào)和耦合信號(hào)送到噴標(biāo)板。
測速板是采集外部行車上的編碼器的信號(hào)，計(jì)算出行車行走的距離，通過ISA總線送到下位機(jī)里，由下位機(jī)的程序根據(jù)探頭落下時(shí)為零位置，同時(shí)開始探傷，當(dāng)有傷出現(xiàn)時(shí)計(jì)算出傷的位置，同時(shí)根據(jù)每個(gè)探頭的位置大小進(jìn)行延遲一段時(shí)間后通知噴標(biāo)板輸出信號(hào)，控制噴槍在傷的位置上進(jìn)行噴標(biāo)，做出有傷的記號(hào)。
上位機(jī)通訊卡和下位機(jī)通訊卡是上位機(jī)和下位機(jī)的連接紐帶，上位機(jī)的一些控制信號(hào)每個(gè)通道的參數(shù)，探傷的參數(shù)，每塊主機(jī)板的參數(shù)都是通過它來傳輸?shù)摹?br> 主機(jī)接收板接收單片機(jī)發(fā)來的時(shí)序信號(hào)、接收前置箱的前置板產(chǎn)生的回波信號(hào)、產(chǎn)生高速采樣板的回波信號(hào)和模擬顯示箱的顯示板的回波信號(hào)。時(shí)序信號(hào)通過34芯彩帶線，傳輸?shù)街鳈C(jī)接收板上；前置板的回波信號(hào)經(jīng)過一個(gè)可編程增益放大電路放大波形，經(jīng)過抑制電路后分成兩路，一路經(jīng)過波形放大，電平移位分送至高速采樣卡和顯示箱，另一路經(jīng)過兩個(gè)受控的單路模擬開關(guān)被分時(shí)選出一部分波形，經(jīng)過模擬數(shù)字混合電路，可產(chǎn)生表示超聲波發(fā)射多長時(shí)間的高電平有效的脈沖信號(hào)，及表示回波幅值高低的一段直流電壓信號(hào)。控制兩個(gè)模擬開關(guān)的脈沖為設(shè)定的高電平有效的缺陷波閘門和反射回波閘門，有單片機(jī)信號(hào)采集卡控制，在此有效電平范圍內(nèi)的波形即假定為缺陷波或反射回波，由此產(chǎn)生的直流電壓和高電平脈沖送給單片機(jī)控制卡。
前置板接收時(shí)序報(bào)警板放大的時(shí)序信號(hào)、產(chǎn)生高壓發(fā)射脈沖、接收探頭的回波信號(hào)。
顯示板接收主機(jī)接收板的回波信號(hào)，經(jīng)過選道和放大，在示波管上顯示當(dāng)前通道的波形。
噴標(biāo)板接收時(shí)序報(bào)警板的報(bào)警信號(hào)和耦合信號(hào)，輸出可驅(qū)動(dòng)2W/8歐姆喇叭的脈沖方波和驅(qū)動(dòng)噴槍的交流220V的電壓信號(hào)，產(chǎn)生聲音報(bào)警和噴標(biāo)記號(hào)。
本裝置涉及的芯片連接方式及電路連接方式是本領(lǐng)域的通用技術(shù)，在此不作詳細(xì)敘述。
權(quán)利要求1.變徑厚壁管材水浸探傷儀，由上位機(jī)、上位機(jī)通訊卡、高速采樣板、下位機(jī)、下位機(jī)通訊卡、測速板、時(shí)序報(bào)警主板、時(shí)序報(bào)警副板、噴標(biāo)板、顯示板、單片機(jī)控制主板、單片機(jī)控制副板、主機(jī)接收板、前置板、探頭組成，其特征在于該裝置以上位機(jī)為控制核心，上位機(jī)通過ISA總線連接上位機(jī)通訊卡和高速采樣板，顯示器與上位機(jī)連接；下位機(jī)通過ISA總線連接下位機(jī)通訊卡和測速板，下位機(jī)通訊卡通過通訊線與上位機(jī)通訊卡連接；下位機(jī)通過ISA總線還連接時(shí)序報(bào)警主板、單片機(jī)控制主板、單片機(jī)控制副板；時(shí)序報(bào)警主板輸出端連接顯示板，時(shí)序報(bào)警主板連接時(shí)序報(bào)警副板，時(shí)序報(bào)警副板連接高速采樣板和噴標(biāo)板；每個(gè)主機(jī)接收板都分別連接單片機(jī)控制主板或單片機(jī)控制主板，并且每個(gè)主機(jī)接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內(nèi)設(shè)有發(fā)送單元和接收單元，在發(fā)送單元和接收單元之間設(shè)有若干個(gè)采樣探頭。
專利摘要本實(shí)用新型變徑厚壁管材水浸探傷儀，上位機(jī)連接上位機(jī)通訊卡和高速采樣板，下位機(jī)連接下位機(jī)通訊卡和測速板；下位機(jī)還連接時(shí)序報(bào)警主板、單片機(jī)控制主板、單片機(jī)控制副板；時(shí)序報(bào)警主板輸出端連接顯示板，時(shí)序報(bào)警主板連接時(shí)序報(bào)警副板，時(shí)序報(bào)警副板連接高速采樣板和噴標(biāo)板；每個(gè)主機(jī)接收板都分別連接單片機(jī)控制主板或單片機(jī)控制副板，每個(gè)主機(jī)接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內(nèi)設(shè)有發(fā)送單元和接收單元，發(fā)送單元和接收單元之間設(shè)有采樣探頭。優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用界面跟蹤、自動(dòng)臺(tái)階監(jiān)測、傷的定量定位技術(shù)使檢測變徑厚壁管材準(zhǔn)確可靠。
文檔編號(hào)G01N29/07GK2824031SQ20052009244
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者陳開云, 胡建華, 趙康平, 倪喃, 李久營 申請(qǐng)人:鞍山長風(fēng)無損檢測設(shè)備有限公司