專利名稱：基于rov的水下數(shù)字超聲波探傷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于水下機器人(ROV)的水下 數(shù)字超聲波探傷儀。
技術(shù)背景水下無損檢測技術(shù)是隨著水下工程崛起而發(fā)展起來的新技術(shù)。近年來，由 于近海設施，諸如海底管道、生產(chǎn)平臺等的急劇增加，如何保證近海設施的安 全運行顯得十分重要，此外對于大型船艦的水下監(jiān)測也越來越受到進一步重視。目前，廣泛采用的水下無損檢測方法主要有目視檢驗法、超聲波測厚和超聲 波探傷等。水下超聲波探傷是水下檢測的重要內(nèi)容，是發(fā)現(xiàn)水下金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部 缺陷的主要的手段。運用水下機器人(R0V)代替潛水員進行水下探傷具有效率 高、深度大、不影響水工結(jié)構(gòu)正常使用、可靠性高等特點，是水下檢測的發(fā)展方向之一。目前，我國還沒有能夠運用于水下機器人(R0V)的水下數(shù)字超聲波探傷儀。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種基于ROV的水下 數(shù)字超聲波探傷儀，該超聲波探傷儀將水下超聲探測設備和水上的虛擬設備同 步工作，實現(xiàn)了水下超聲波探傷儀器遠程控制、超聲探傷數(shù)據(jù)管理、結(jié)果分析 和檢測報告的自動生成等功能。本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成一種基于R0V的水下數(shù)字超聲波探傷儀，其特征在于所述探傷儀由水上設 備和水下設備構(gòu)成，二者之間通過通信電纜連接，其中水下設備包括水密探頭、 超聲信號發(fā)射接收電路，水上設備包括超聲波波形顯示器，水密探頭探得的信 號由超聲信號發(fā)射接收電路傳輸至超聲波波形顯示器顯示。水下設備的主體為一封閉殼體，殼體內(nèi)部設置超聲信號發(fā)射接收電路、模 數(shù)轉(zhuǎn)換電路，以及由CPU、存儲器和通信接口組成的數(shù)字超聲波信號處理系統(tǒng)，其中超聲信號發(fā)射接收電路通過電纜與位于殼體外部的水密探頭連接，超聲信號發(fā)射接收電路通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接CPU, CPU的通信接口通過通信電纜接超聲波波形顯示器。所述數(shù)字超聲波信號處理系統(tǒng)接有液晶顯示屏。 所述殼體上設有透明有機玻璃蓋板。水上設備還包括計算機，計算機通過上位機軟件來控制連接水下設備，并 顯示波形、管理探傷數(shù)據(jù)信息。本發(fā)明的優(yōu)點是，解決了水下數(shù)字超聲波探傷數(shù)據(jù)傳輸、存儲和混水條件 下探傷的難題，實現(xiàn)了整套設備的水下和水面的同步工作，實現(xiàn)了水下超聲波 探傷儀器遠程控制、超聲探傷數(shù)據(jù)管理、結(jié)果分析和檢測報告的自動生成等功 能。該裝置便于潛水員攜帶、獲取圖像質(zhì)量高、成本低，能夠保證目視檢測質(zhì) 量、檢測速度，低成本，適應于渾水等各種水域。


附圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)布置示意圖； 附圖2為本發(fā)明水下設備結(jié)構(gòu)布置示意圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說 明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖1-2所示，標號1-26分別表示水密探頭1、超聲發(fā)射接收電路2、 功放電路3、 D/A轉(zhuǎn)換電路4、 A/D轉(zhuǎn)換電路5、其他接口 6、信號調(diào)理放大電路 7、 CPU8、 RAM9、 R0M10、顯示接口 11、通信接口 12、同軸電纜13、接線盒14、 視頻線15、波形顯示器16、數(shù)據(jù)線17、便攜式電腦18、鋼質(zhì)儀器殼體19、水 密插座20、緊固螺釘21、透明有機玻璃蓋板22、液晶顯示屏23、水密插座24、 探頭電纜25、水下設備26。本實施例涉及的探傷儀由水上設備和水下設備構(gòu)成，水下設備的主體為一 封閉的鋼質(zhì)儀器殼體19，殼體19內(nèi)部設置超聲發(fā)射接收電路2、功放電路3、 D/A轉(zhuǎn)換電路4、 A/D轉(zhuǎn)換電路5、其他接口 6、信號調(diào)理放大電路7、 CPU8、 RAM9、 ROMIO、顯示接口 11、通信接口 12，其中的CPU8、 RAM9、 ROMIO、顯示接口 11 組成數(shù)字超聲波信號處理系統(tǒng)，其中超聲信號發(fā)射接收電路2通過探頭電纜25與位于殼體19外部的水密探頭連接，超聲信號發(fā)射接收電路2通過功放電路3、 D/A轉(zhuǎn)換電路4、 A/D轉(zhuǎn)換電路5、其他接口6、信號調(diào)理放大電路7接CPU8， CPU8的通信接口 12通過同軸電纜13接超聲波波形顯示器16，殼體19內(nèi)部設 置有液晶顯示屏23，殼體19上設有透明有機玻璃蓋板22。水上設備包括超聲波波形顯示器16、便攜式電腦18，水密探頭1探得的信 號經(jīng)過CPU8處理后，經(jīng)視頻線15傳輸至超聲波波形顯示器16顯示，經(jīng)數(shù)據(jù)線 17接便攜式電腦18，便攜計算機18通過上位機軟件來控制連接水下設備，并 顯示波形、管理探傷數(shù)據(jù)信息。工作過程(1) 首先探明水下檢測部位的基本情況，如檢測對象的材質(zhì)(如鋼、 銅等)和檢測對象表面情況，如粗糙度、海生物附著情況等；(2) 根據(jù)檢測對象基本情況，確定采取清理手段，清理被檢測對象表 面，如打磨。(3) 連接好整個探傷系統(tǒng)。(4) 根據(jù)檢測對象的材質(zhì)和探傷的目的，選擇相應試塊和探頭，在陸 地上利用試塊調(diào)整探傷基本參數(shù)。(5) 下水前準備檢測；(6) 機器人或潛水員攜帶水下部分下水，潛到檢測對象處，將探頭緊 貼被檢測對面表面；(7) 水面人員操作遠程控制軟件，根據(jù)需要調(diào)整探傷參數(shù)(如衰減系 數(shù)等)；如果是水下機器人，操作控制機械手移動探頭。(8) 水面操作人員根據(jù)波形判斷缺陷，并可存儲記錄探傷檢測的波形 數(shù)據(jù)和探傷參數(shù)。(9) 檢測結(jié)束后，潛水員或水下機器人上浮。用清水沖洗水下部分， 擦干殼體和探頭，儀器裝箱。本實施例中放置在水下的是實物設備，在水上根據(jù)水下設備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)構(gòu) 造了一臺同步的水上虛擬設備。不僅實現(xiàn)了水下設備波形和水面波形同源、同 步顯示，而且實現(xiàn)了超聲檢測數(shù)據(jù)波形圖形傳輸和探傷數(shù)據(jù)的存儲、傳輸路徑 分離，使用者可以根據(jù)需要保存探傷數(shù)據(jù)，解決了超聲檢測海量數(shù)據(jù)傳輸和保存的難題。同時，水上設備(虛擬的)與水下設備操作顯示同步、數(shù)據(jù)同源， 與目前國外的潛水員用水下超聲波探傷儀方案不同，不僅節(jié)約了一臺儀器，而 且使陸地上的超聲檢測專家不用潛水就可以代替潛水員進行水下探傷，大大提 高了水下超聲檢測結(jié)果的可靠性。本實施例采用新型深水水密插座20、 24，解決了穿越儀器殼體電纜的密封 問題；設計了遠程虛擬設備面板，在計算機上操作虛擬面板，遠端的水下設備 同步執(zhí)行與真實面板同樣的動作，實現(xiàn)了設備的遠程控制。便攜式電腦18的上 位機軟件能夠運用數(shù)據(jù)庫管理檢測對象信息、檢測人員信息、儀器參數(shù)、探傷 數(shù)據(jù)，自動生成檢測報告并將檢測波形加入檢測報告中，并能夠打印、存儲和 管理檢測報告。本實施例能夠在渾水水域使用。探頭的水密性能能夠承受100米水深壓力。
權(quán)利要求
1.一種基于ROV的水下數(shù)字超聲波探傷儀，其特征在于所述探傷儀由水上設備和水下設備構(gòu)成，二者之間通過通信電纜連接，其中水下設備包括水密探頭、超聲信號發(fā)射接收電路，水上設備包括超聲波波形顯示器，水密探頭探得的信號由超聲信號發(fā)射接收電路傳輸至超聲波波形顯示器顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于R0V的水下數(shù)字超聲波探傷儀，其特征在于水下設備的主體為一封閉殼體，殼體內(nèi)部設置超聲信號發(fā)射接收電路、 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，以及由CPU、存儲器和通信接口組成的數(shù)字超聲波信號處 理系統(tǒng)，其中超聲信號發(fā)射接收電路通過電纜與位于殼體外部的水密探頭 連接，超聲信號發(fā)射接收電路通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接CPU, CPU的通信接 口通過通信電纜接超聲波波形顯示器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于R0V的水下數(shù)字超聲波探傷儀，其特征在于所述數(shù)字超聲波信號處理系統(tǒng)接有液晶顯示屏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于R0V的水下數(shù)字超聲波探傷儀，其特征在于所述殼體上設有透明有機玻璃蓋板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ROV的水下數(shù)字超聲波探傷儀，其特征在 于水上設備還包括計算機，計算機通過上位機軟件來控制連接水下設備， 并顯示波形、管理探傷數(shù)據(jù)信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及水下檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于水下機器人(ROV)的水下數(shù)字超聲波探傷儀，該探傷儀由水上設備和水下設備構(gòu)成，二者之間通過通信電纜連接，其中水下設備包括水密探頭、超聲信號發(fā)射接收電路，水上設備包括超聲波波形顯示器，水密探頭探得的信號由超聲信號發(fā)射接收電路傳輸至超聲波波形顯示器顯示，該裝置便于潛水員攜帶、獲取圖像質(zhì)量高、成本低，能夠保證目視檢測質(zhì)量、檢測速度，低成本，適應于渾水等各種水域。
文檔編號G01N29/04GK101256172SQ200810034150
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者張文瑤, 王小偉, 趙興群 申請人:中國人民解放軍91872部隊上海研究室