一种超声波探伤成像系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种超声波探伤成像系统，包括利用超声波检测被测物体检测点厚度值的超声波检测装置；对检测点的位置定位的编码器；收集检测点位置信息的数据采集卡；获取所有检测点的位置信息及相应厚度值，并绘制出被检测物体的腐蚀损伤图像的控制及控制及处理设备。本发明专利技术还提供了超声波探伤成像系统的实现方法。本发明专利技术的超声波探伤成像系统可以快速、直观地对被检测物体的腐蚀情况成像。本发明专利技术可以调整发射超声波的参数以便于检测，并且在显示接收的超声波时可以调整参数以利于观测。本发明专利技术利用直线编码器、旋转编码器对检测点自动定位，且直线编码器、旋转编码器价格较低，可实现较准确的定位。

An imaging system of ultrasonic flaw detection and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种超声波探伤成像系统及其控制方法
本专利技术涉及超声波检测领域，具体地，涉及一种超声波探伤成像系统及其控制方法。
技术介绍
焊接件的内部结构发生的腐蚀，往往无法通过肉眼进行观察。但焊接件内部的腐蚀一旦产生，随着时间的推移腐蚀的情况会逐渐加重，并且假如产生高温高压、酸性物质流经等恶劣的环境，腐蚀的情况将会进一步加重。当腐蚀情况严重到超过许用条件，很可能会造成严重的安全事故。故对材料尤其是焊接件进行腐蚀损伤检测是非常有必要的，目前市面上也存在利用超声波对材料的腐蚀情况进行检测的设备，但多数只利用超声波检测物体不同位置的厚度以推测物体的腐蚀情况。而此种传统的检测方法，只能显示被测量的波形和厚度信息，检测结果的显示不够快速和直观，且无法累积显示检测结果。由上述可知，研制对材料的腐蚀情况快速检测成像的系统是非常必要的。目前，已有的中国的专利技术专利，公开了一种自动定位成像的三维超声无损检测系统。所述检测系统包括一体化超声波探头、数据线、超声波信号发生与接收器、USB接口线和控制及处理设备数据处理系统，所述一体化超声波探头采集的数据传输至控制及处理设备数据处理系统进行处理，得出被检测物体的立体超声波无损检测图像，并显示被检测物体内部缺陷或损伤的尺寸与位置。所述检测系统既能自动定位检测位置，又保持了手持式超声波单点扫描的方便性与灵活的优点。所述一体化超声波探头包括里程计、超声波探头、外壳和惯性测量仪，通过里程计和惯性测量仪对超声波探头的位置进行实时定位，但惯性测量仪的价格并不便宜。国内还有实施新型专利公布了一种非接触式的基于双目视觉的基于控制及处理设备视觉技术的三维超声成像系统，本技术包括超声波探头、安装于超声波探头上的两台视频捕捉装置和三维成像处理装置，三维成像处理装置将超声波探头传回的扫描数据转形成二维扫描图像，然后通过计算视频捕捉装置的超声波探头的运动轨迹将二维扫描图像处理成三维扫描图像。该装置操作简单，定位精度较高；但该类型产品往往成本较高，应用于医疗领域。以上两个专利均没有提及实时显示发射的超声波的波形信息，并且没有提及可以根据检测需要调整发射的超声波的波长、频率等，而在超声波探伤领域中，当缺陷的尺寸小于发射的超声波的波长时可能导致无法收到反射回来的超声波，而导致无法进行损伤检测。所以超声波损伤探头最好可以调整发射的超声波，并且实时显示发射的超声波的波形信息。由上所述，目前需要一种搭建容易、成本不高且适用于工业领域的材料腐蚀情况快速检测成像设备，并且最好可以根据检测需要调整实时调整发射的超声波及采集点的数量。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
目前国内的超声波腐蚀损伤检测成像系统较少，已有的超声波腐蚀损伤检测成像系统往往需要内设成本较高的视频捕捉装置或者惯性测量仪等，并且部分产品无法实时调整超声波、实时显示超声波的波形信息或者选择采样点的数量。针对上述问题，本专利技术提供了一种成本较低，操作简便可以快速、直观反映材料腐蚀损伤的情况的超声波腐蚀损伤检测成像系统，且可以实时调整超声波及显示超声波的波形信息。作为一种实施例，本专利技术提供了一种超声波探伤成像系统的硬件构成，包括利用超声波检测被测物体检测点厚度值的超声波检测装置；对检测点的位置定位的编码器；收集检测点位置信息的数据采集卡；获取所有检测点的位置信息及相应厚度值，并绘制出被检测物体的腐蚀损伤图像的控制及控制及处理设备。进一步地，所述控制及处理设备与超声波检测装置实时相互通讯；超声波检测装置具有可向检测点发射超声波及接收检测点反射的超声波的探头；发送的超声波依据所述控制及处理设备设置的超声波参数值，接收的超声波的波形信息传送给控制及处理设备。即超声波检测装置通过控制及处理设备控制发射的超声波，并将接收的超声波的波形信息发送给控制及处理设备。进一步地，探头上固接记录检测点实时位置的编码器，所述编码器包括计算检测点实时移动距离的直线编码器、实时移动方向的旋转编码器；直线编码器和旋转编码器分别和所述数据采集卡的输入端相连，数据采集卡的输出端连接控制及处理设备，所述探头的位置信息通过数据采集卡传送给控制及处理设备；优选地，所述直线编码器为增量式直线编码器，所述旋转编码器为增量式旋转编码器。即利用直线编码器和旋转编码器实时定位检测点的位置，并将检测点的位置信息发送给控制及处理设备。作为一种实施例，本专利技术提供了如上述超声波探伤成像系统的实现方法，包括如下步骤：步骤S10，超声波检测装置计算出所有检测点的厚度值，并传送给控制及处理设备。步骤S20，编码器得出所有检测点的实时位置，并传送给控制及处理设备。步骤S30，控制及处理设备依据获取的所有检测点的厚度值和相应的位置信息，绘制出被检测物体的腐蚀损伤图像并显示。进一步地，步骤S10中，检测过程中，所述超声波检测装置的探头依据控制及处理设备中设定的超声波参数值发射超声波；控制及处理设备中设置窗口显示探头接收的超声波的波形图像；优选地，在控制及处理设备中设置软件操作界面，在软件操作界面上设置输入超声波参数值的输入框，并在输入框中输入超声波参数值。本专利技术的超声波检测装置发射的超声波依据控制及处理设备中设置的参数值，以利于检测被测物体的腐蚀损伤；并且将接收的超声波的波形信息发送给控制及处理设备，显示接收超声波的波形图，便于观测被测物体内的腐蚀损伤情况。进一步地，在控制及处理设备中具体设置的超声波的参数值为：所述控制及处理设备控制探头发射的超声波的频率范围、增益值、检测范围；优选地，在所述软件操作界面上设置增益值、检测范围的输入框及频率范围的选择框。进一步地，在控制及处理设备中调整显示的接收的超声波的波形图，调整的参数方法具体为：控制及处理设备中设置采样点个数、脉冲位移以调整所述窗口中显示的探头接收的超声波的波形图像；优选地，所述软件操作界面上设置采样点个数、脉冲位移的输入框。进一步地，步骤S20中，数据采集卡记录直线编码器和旋转编码器得出的检测点的位置信息并传送给控制及处理设备；控制及处理设备根据检测点的位置信息转换计算出监测点的X、Y轴坐标值；优选地，所述软件操作界面上显示检测点的实时X、Y轴坐标值。进一步地，步骤S30中，控制及处理设备绘制被检测物体的腐蚀损伤图像时，依据各个检测点的X、Y轴坐标值，将各个检测点显示在控制及处理设备的屏幕上不同位置处；并且依据各个检测点相应的厚度值，设置各个检测点显示的颜色；优选地，控制及处理设备绘制的被检测物体的腐蚀损伤图像显示在所述软件操作界面的窗口中。本专利技术的控制及处理设备根据所有检测点的厚度值和位置绘制被测物体腐蚀损伤图。进一步地，控制及处理设备控制超声波检测装置与控制及处理设备开始及停止通讯、数据采集卡与控制及处理设备开始及停止通讯、开始及停止绘制被测物体的腐蚀损伤图像；优选地，所述软件操作界面上设置分别控制超声波检测装置与控制及处理设备开始、停止通讯的开始检测按钮、停止检测按钮，分别控制数据采集卡与控制及处理设备开始、停止通讯的连接、断开按钮，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波探伤成像系统，其特征在于，包括利用超声波检测被测物体检测点厚度值的超声波检测装置(1)；/n对检测点的位置定位的编码器；/n收集检测点位置信息的数据采集卡(6)；/n获取所有检测点的位置信息及相应厚度值，并绘制出被检测物体的腐蚀损伤图像的控制及控制及处理设备(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波探伤成像系统，其特征在于，包括利用超声波检测被测物体检测点厚度值的超声波检测装置(1)；
对检测点的位置定位的编码器；
收集检测点位置信息的数据采集卡(6)；
获取所有检测点的位置信息及相应厚度值，并绘制出被检测物体的腐蚀损伤图像的控制及控制及处理设备(2)。


2.根据权利要求1所述的超声波探伤成像系统，其特征在于，所述控制及处理设备(2)与超声波检测装置(1)实时相互通讯；
超声波检测装置(1)具有可向检测点发射超声波及接收检测点反射的超声波的探头(3)；
发送的超声波依据所述控制及处理设备(2)设置的超声波参数值，接收的超声波的波形信息传送给控制及处理设备(2)。


3.根据权利要求2所述的超声波探伤成像系统，其特征在于，探头(3)上固接记录检测点实时位置的编码器，所述编码器包括计算检测点实时移动距离的直线编码器(4)、实时移动方向的旋转编码器(5)；
直线编码器(4)和旋转编码器(5)分别和所述数据采集卡(6)的输入端相连，数据采集卡(6)的输出端连接控制及处理设备(2)，所述探头(3)的位置信息通过数据采集卡(6)传送给控制及处理设备(2)；
优选地，所述直线编码器(4)为增量式直线编码器(4)，所述旋转编码器(5)为增量式旋转编码器(5)。


4.一种如权利要求1-3所述的超声波探伤成像系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10，超声波检测装置计算出所有检测点的厚度值，并传送给控制及处理设备(2)；
步骤S20，编码器得出所有检测点的实时位置，并传送给控制及处理设备(2)；
步骤S30，控制及处理设备(2)依据获取的所有检测点的厚度值和相应的位置信息，绘制出被检测物体的腐蚀损伤图像并显示。


5.根据权利要求4所述的超声波探伤成像系统的控制方法，其特征在于，步骤S10中，检测过程中，所述超声波检测装置(1)的探头(3)依据控制及处理设备(2)中设定的超声波参数值发射超声波；
控制及处理设备(2)中设置窗口显示探头(3)接收的超声波的波形图像；
优选地，在控制及处理设备(2)中设置软件操作界面，在软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮亮，单清群，曹春鹏，孙福庆，石国德，鲍宏，于龙，宁静，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37