一种小型不规则铸件声谱无损检测装置及检测方法制造方法及图纸

一种小型不规则铸件声谱无损检测装置及检测方法，该装置包括底座，该底座上设有立柱，该立柱上套设有固定块，该固定块与水平的夹具固定连接，该夹具末端具有夹持部；该夹持部一侧设有压电陶瓷激励源，另一侧下方的底座上设有声学换能器。检测时，将标准的合格铸件和待测铸件先后装夹到夹具的夹持部内，驱动该夹持部一侧的压电陶瓷激励源，在激励下产生振动并发出声波，底座上的声学换能器接收到通过空气传播过来的音频信号，通过控制器经过接口装置传送到该上位机，分别形成标准共振声谱和待测共振声谱，将待测共振声谱与该标准共振声谱的共振频率对比，如果共振频率一致，待测铸件合格；如果共振频率不一致，则待测铸件不合格。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无损检测
，特别是一种小型不规则铸件声谱无损检测装置及检测方法。
技术介绍
无损检测是不损害或不影响工件未来使用性能和用途的检测手段。通过无损检测可以发现材料或工件内部存在的缺陷，从而避免使用缺陷工件而造成的损失。无损检测技术包括X射线法、红外法、声学法、磁粉检测法、液体渗透法、涡流法等等。但是对于内部结构不规则的小型铸件来说，上述方法也存在固有的局限性，如X射线法所用装置体积大、检测速度慢、成本高；涡流法常用于导电材料的无损探伤，但只能检测表面或近表面的缺陷；常见的超声探伤法常用于大型构件的无损探伤，利用超声回波的时差或者相位对缺陷进行测量，但是，这种方法对于内部结构不规则的小型铸件则很难应用，且存在检测速度慢、检测装置成高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种小型不规则铸件声谱无损检测装置，其结构简单，制造成本低，测量结果精确。本专利技术的另一目的是提供一种小型不规则铸件声谱无损检测方法，其操作简单易行，测量过程明确，测量结果准确。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种小型不规则铸件声谱无损检测装置，它包括平板型底座，该底座上设有竖直的立柱，该立柱上套设有固定块，该固定块与水平的夹具固定连接，该夹具末端具有夹持部；该夹持部一侧设有压电陶瓷激励源，另一侧下方的底座上设有声学换能器。进一步的，所述底座和立柱均采用吸音橡胶包覆。进一步的，所述声学换能器与所述底座之间设有吸音材料。进一步的，所述的小型不规则铸件声谱无损检测装置，还包括上位机、控制器和接口装置；该上位机通过该接口装置连接该控制器，所述声学换能器的输出端连接该接口装置的输入端，该接口装置与该控制器互联，该控制器的输出端连接所述压电陶瓷激励源的输入端。进一步的，所述固定块滑动设于所述立柱上，并通过定位装置固定位置。一种小型不规则铸件声谱无损检测方法，利用上述的无损检测装置进行，并包括下列步骤：A.将标准的合格铸件装夹到夹具的夹持部内，上位机发出测试指令，控制器输出控制信号，驱动该夹持部一侧的压电陶瓷激励源；B.合格铸件在激励下产生振动并发出声波，底座上的声学换能器接收到通过空气传播过来的音频信号，通过控制器经过接口装置传送到该上位机，形成标准共振声谱，并记录；C.再将待测铸件装夹到该夹具的夹持部内，上位机再次发出测试指令，控制器再次输出控制信号，驱动该夹持部一侧的压电陶瓷激励源；D.待测铸件在激励下产生振动并发出声波，底座上的声学换能器接收到通过空气传播过来的音频信号，再次通过控制器经过接口装置传送到该上位机，形成待测共振声谱，并记录；E.将待测共振声谱与该标准共振声谱的共振频率对比，如果共振频率一致，上位机判断待测铸件合格；如果共振频率不一致，上位机判断待测铸件不合格。进一步的，所述步骤A包括：A1.控制器初始化：数字信号处理芯片初始化：时钟、IO、UART和I2C信号初始化；读取EEPROM中的控制参数和系统设置；A2.装订参数：数字信号处理芯片以UART总线读取所述上位机中的控制、滤波参数，并装订到系统变量结构体中；A3.等待串口接收中断：设定中断向量表，使能串口中断，使能数字信号处理串口缓冲区接收中断；A4.检测：数字信号处理芯片通过AD模块拾取所述声学换能器检测到的声学信号；A5.驱动输出：数字信号处理芯片输出PWM控制信号，PWM功放单元将PWM信号进行功率放大，驱动所述压电陶瓷激励源。进一步的，所述步骤C包括：C1.控制器初始化：数字信号处理芯片初始化：时钟、IO、UART和I2C信号初始化；读取EEPROM中的控制参数和系统设置；C2.装订参数：数字信号处理芯片以UART总线读取所述上位机中的控制、滤波参数，并装订到系统变量结构体中；C3.等待串口接收中断：设定中断向量表，使能串口中断，使能数字信号处理串口缓冲区接收中断；C4.检测：数字信号处理芯片通过AD模块拾取所述声学换能器检测到的声学信号；C5.驱动输出：数字信号处理芯片输出PWM控制信号，PWM功放单元将PWM信号进行功率放大，驱动所述压电陶瓷激励源。进一步的，所述接口装置包括隔离RS422和RS232通讯接口。进一步的，所述数字信号处理芯片为32位。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用压电陶瓷激励源对小型不规则铸件进行扫频激励，再通过声学换能器对铸件产生的声频进行拾取，并和无缺陷的标准铸件的声谱进行比对，从而可以识别含有缺陷的铸件，整个装置结构简单，测量方法明确，测量结果准确。附图说明图1是本专利技术小型不规则铸件声谱无损检测装置的结构示意图。图2是本专利技术小型不规则铸件声谱无损检测装置的控制系统原理框图。图3是本专利技术小型不规则铸件声谱无损检测装置的控制系统流程图。图4是本专利技术小型不规则铸件声谱无损检测装置的PWM功放模块。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供一种小型不规则铸件声谱无损检测装置，它包括平板型底座1，该底座1上设有竖直的立柱2，该立柱2上套设有固定块3，该固定块3与水平的夹具4固定连接，该夹具4末端具有夹持部5，用于夹持工件8。该固定块3滑动设于该立柱2上，可以调整其竖直高度，并通过定位装置固定位置。该夹持部5一侧设有压电陶瓷激励源6，另一侧下方的底座1上设有声学换能器7。压电陶瓷激励源6和夹具4的夹持部5直接刚性联接，可以使振动进行良好的传导。优选的，该底座1和立柱2均采用吸音橡胶包覆，可以使通过固体传导的声波进行最大限度的衰减。另外，该声学换能器7与该底座1之间设有吸音材料，只拾取通过空气传导的声波，最大限度的降低固体传导的声波的干扰。该小型不规则铸件声谱无损检测装置，还包括上位机、控制器和接口装置。该上位机通过该接口装置连接该控制器，该声学换能器7的输出端连接该接口装置的输入端，该接口装置与该控制器互联，该控制器的输出端连接该压电陶瓷激励源6的输入端。如图2所示，该上位机通过接口模块对控制模块发送指令，传感器模块的输出端连接接口模块的输入端，接口模块与控制模块互联；该控制模块的输出端连接激励输出模块的输入端，该激励输出模块输出端连接压电陶瓷激励源6。该控制模块包括DSP(数据处理器，数据处理芯片)，该DSP为32位，用于进行声学信号采集和激励信号输出控制，该DSP在测量过程中接受上位机的控制，进行实时调整控制、滤波参数和系统设置并存储到EEPROM中。该接口模块包括隔离RS422和RS232通讯接口。该传感器模块包括声学换能器7、仪表放大器单元和AD转换模块。该激励输出模块包括压电陶瓷激励源6和功率放大模块。在利用本专利技术小型不规则铸件声谱无损检测装置进行无损检测时，对于某一型号的铸件，先利用本专利技术的装置采集其共振声谱。再将待测试铸件装夹到夹具4的夹持部5上，如图3、图4所示，上位机发出测试指令，DSP输出PWM控制信号，PWM功放单元将DSP的PWM信号进行功率放大，驱动压电陶瓷激励源6，待测试铸件在激励下会产生振动并发出声波，位于装置底座1上的声学换能器7接收到通过空气传播过来的音频信号，通过采集模块的放大和AD转换模块被DSP通过接口装置送到上位机。如果测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型不规则铸件声谱无损检测装置，其特征在于，它包括平板型底座，该底座上设有竖直的立柱，该立柱上套设有固定块，该固定块与水平的夹具固定连接，该夹具末端具有夹持部；该夹持部一侧设有压电陶瓷激励源，另一侧下方的底座上设有声学换能器。

【技术特征摘要】
1.一种小型不规则铸件声谱无损检测装置，其特征在于，它包括平板型底座，该底座上设有竖直的立柱，该立柱上套设有固定块，该固定块与水平的夹具固定连接，该夹具末端具有夹持部；该夹持部一侧设有压电陶瓷激励源，另一侧下方的底座上设有声学换能器。2.根据权利要求1所述的小型不规则铸件声谱无损检测装置，其特征在于：所述底座和立柱均采用吸音橡胶包覆。3.根据权利要求2所述的小型不规则铸件声谱无损检测装置，其特征在于：所述声学换能器与所述底座之间设有吸音材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的小型不规则铸件声谱无损检测装置，其特征在于：还包括上位机、控制器和接口装置；该上位机通过该接口装置连接该控制器，所述声学换能器的输出端连接该接口装置的输入端，该接口装置与该控制器互联，该控制器的输出端连接所述压电陶瓷激励源的输入端。5.根据权利要求4所述的小型不规则铸件声谱无损检测装置，其特征在于：所述固定块滑动设于所述立柱上，并通过定位装置固定位置。6.一种小型不规则铸件声谱无损检测方法，其特征在于：利用权利要求1至5中任一项所述的无损检测装置，并包括下列步骤：A.将标准的合格铸件装夹到夹具的夹持部内，上位机发出测试指令，控制器输出控制信号，驱动该夹持部一侧的压电陶瓷激励源；B.合格铸件在激励下产生振动并发出声波，底座上的声学换能器接收到通过空气传播过来的音频信号，通过控制器经过接口装置传送到该上位机，形成标准共振声谱，并记录；C.再将待测铸件装夹到该夹具的夹持部内，上位机再次发出测试指令，控制器再次输出控制信号，驱动该夹持部一侧的压电陶瓷激励源；D.待测铸件在激励下产生振动并发出声波，底座上的声学换能器接收到通过空气传播过来的音频信号，再次通过控制器经过接口装置传送到该上位机，形成待测共振声谱，并记录；E.将待测共振声谱与该标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海永，陆源，孙东明，林红吉，张寒露，李亮，曹京宜，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一八七二部队，九江恒胜船舶通导设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11