超声波、涡流和金属磁记忆复合检测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种超声波、涡流和金属磁记忆复合检测系统，由探测装置、定位扫描装置、控制系统、显示及记录装置组成，所述的定位扫描装置与探测装置连接，所述的控制系统分别与探测装置、定位扫描装置、显示及记录装置连接，其特征在于所述的探测装置包括超声波探测装置、涡流探测装置和金属磁记忆探测装置，本发明专利技术通过超声波、涡流和金属磁记忆结合作无损检伤，提供了一种检测更全面安全的检测方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无损检测
，特别是涉及一种超声波、涡流和金属磁记忆的复合检测系统。
技术介绍
超声波用于探伤已经有很长的时间，由于超声波一般适合于检测内部缺陷，对于表面和近表面的缺陷几乎无能为力；涡流采用交变信号，由于电磁波的特性使得涡流适合于检测表面和近表面的缺陷而不能用于进行内部缺陷的检测；现在也有把超声波和涡流两种探伤装置联合一起进行无损探伤检测，不过两者只是简单的联合，只能对宏观的缺陷检测而对于内部的应力集中则无能为力。中国专利申请号为01128226.6的专利技术专利公开了一种管材超声和涡流复合自动检测装置，由传送机构、检测装置、检测显示和记录装置及自动控制装置组成，其中传送机构为电机、传送辊道和三轮驱动器构成的涡旋检测线和涡穿检测线，涡穿检测线通过主从动锥齿轮及万向节与涡旋检测线相连检测装置由探头组、探头架、探头水箱组成，探头架包括调节机构和丝杠和滑轨机构，置探头水箱里，探头组安装在探头架上和探头水箱外，包括涡流探头组、超声波水浸点聚焦探头组，超声波水浸点聚焦探头组为一组纵向缺陷探测用2个超声波水浸点聚焦探头B、C和一组横向缺陷探测用的2个超声波水浸点聚焦探头A、D，与检测显示和记录装置、自动控制装置电连接。该专利技术只是简单地把超声波探伤仪和涡流探伤仪安装在其管材检测线上，体积较大，使用起来不方便，而且该专利技术所公开的技术对于以应力集中为特征的危险部件和部位的检测则没办法检测到。现实的生产要求在检测时对部件进行直观的成像，通过对图像的处理进行部件的质量评价提高产品质量，以满足安全性、可靠性和成本的需求。金属磁记忆检测方法可预报可能产生缺陷与危险区域，即最大应力和变形集中区域，从而及时采取措施防止破坏和事故的发生，故而金属磁记忆检测满足了这一要求。随着工业的发展，对于航空航天、核电、舰船、石化等重要工业领域部件的检测要求也越来越高，单一功能的检测已经难以满足生产的需要，进而要求采用复合式的检测以弥补单一功能检测的不足，要求有多功能的检测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进现有技术的缺点，根据对无损检测的需求，提出一种超声、涡流和金属磁记忆复合检测系统。本专利技术的另一目的在于将计算机监控与信号处理技术应用于无损检测系统，可通过网络进行远程检测操作。本专利技术采用的技术方案为由探测装置、定位扫描装置、控制系统、显示及记录装置组成，定位扫描装置与探测装置连接，控制系统则分别与探测装置、定位扫描装置、显示及记录装置连接，所述的探测装置包括超声波探测装置、涡流探测装置和金属磁记忆探测装置。上述技术方案中，所述的控制系统为本专利技术的控制中心，包括与探测装置和定位扫描装置连接的嵌入式处理器、与探测装置和嵌入式处理器连接的模拟/数字转换器、和与嵌入式处理器连接的中央处理器及存储装置。本专利技术还设置有网络接口和后台控制终端，后台控制终端采用普通的个人计算机则可，并通过网络接口与控制系统连接，从而实现后台控制检测系统的远程操作。本专利技术通过控制系统控制定位扫描装置、探测装置和显示及记录装置的协调运作，控制系统主要通过超声波发射与接收电路、涡流信号发送接收电路以及金属磁记忆检测电路以及机电定位控制电路等实现其检测操作功能。本专利技术的定位扫描装置还设置有位移和转角传感器，所述位移和转角传感器与探测装置的探头连接，探头的移动带动位移和转角传感器的运动，产生电压或电流输出。探头在部件上移动到边界后仍然继续移动一小段距离，然后再向回运动扫描，这样即可减少机械往返运动间隙产生的死区，并用位移和转角传感器的输出定位，进一步提高了定位精度，使用模拟/数字转换器可以达到量程的1/4096精度。本专利技术的优点主要有1、本专利技术综合超声波、涡流和金属磁记忆检测的优点，可以对部件进行表面、近表面、内部以及应力集中部位的检测；2、本专利技术可以经过有线和无线网络通过本地局域网或互联网进行远程操作和检测，尤其适合于具有辐射、高温等恶劣环境的实时在线检测。3、本专利技术体积小重量轻，便于携带，可以单独工作也可以安装在生产线上，也可以安装于运行的设备上。4、本专利技术通过定位扫描装置得到所检测部件的空间信息和缺陷的位置、大小、性质进行成像，通过对图像进行处理根据缺陷的位置、大小和性质赋以不同的权重实现质量评价，并通过本地和远程数据库进行存档记录和后分析； 附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的运作流程图；图3为三维直角坐标系及旋转定位系统；图4为外部扫描极坐标系定位系统；图5为内部扫描的极坐标定位系统；图6a为超声波的发射电路原理图；图6b为超声波的接收电路原理图；图7a为涡流的发射电路原理图；图7b为涡流的接收电路原理图；图8为金属磁记忆的接收放大电路原理图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明，附图1为本专利技术一个实施例的结构示意图，由超声、涡流和金属磁记忆探测装置1、定位扫描装置2、A/D转换器3、FPGA/CPLD4、CPU5、SDRAM6、LCD显示屏7、音频8、USB接口9、网络接口10和计算机11组成。本专利技术的运作流程如附图2所示，超声、涡流和金属磁记忆探测装置1探测到的模拟信号经滤波放大后通过A/D转换器3转换成数字信号，然后由FPGA/CPLD4将数字信号进行滤波和变换，再传送到SDRAM6中，CPU5根据SDRAM6中的数据进行图像显示和处理，可以显示超声、涡流和金属磁记忆的一种或几种检测方式，然后将部件的形状和缺陷在LCD显示器7上显示出来，得到一维、二维、三维图像，并判断所测缺陷的位置、大小和性质，再对缺陷赋予一定的权重，对所有的缺陷进行累加即可对部件进行质量评价，检测到的信息可通过有线或无线网络接口10将缺陷信息送入计算机11存档，根据对不同时期的成像记录，得到部件运行演变的四维图像，可以改进生产工艺和流程，提高产品质量。本专利技术具有网络平台，也可以通过网络进行远程操作，尤其适合于环境比较恶劣的场合。本专利技术采用超声波、涡流和金属磁记忆配合检测，对于非铁磁性部件金属磁记忆检测方式不能应用，只能用超声和涡流检测方法；而对于铁磁性部件则可以应用超声、涡流和金属磁记忆方式检测。在需要成像时将超声、涡流、磁记忆探头固定在扫描架上，本专利技术可采用三维直角坐标系定位系统，其原理图如附图3所示，先在X方向上固定，沿Y移动，根据表面的形状在Z方向移动并对探头偏转一定角度，使之正对所测部件表面，然后在X方向前进一段距离，在Y方向往回扫描以增加扫描速度，再在X方向前进，在X、Y、Z方向上均安装位移传感器，旋转时使用转角传感器，可以消除死区的影响便于精确定位；本专利技术也可采用极坐标系的定位系统，其原理图如附图4和附图5所示，先在轴向固定，探测器的探头沿着圆形轨道周向运动，并根据所测部件沿径向调整探头位置，扫描一周以后沿轴向前进一段距离进行下一轮扫描，在轴向和径向使用位移传感器，在周向使用转角传感器。利用FPGA/CPLD4产生任意波形进行检测；磁记忆探头直接和超声、涡流探头固定在一起即可。本专利技术通过控制系统控制定位扫描装置、探测装置和显示及记录装置的协调运作，控制系统主要通过超声波发射与接收电路、涡流信号发送接收电路以及金属磁记忆检测电路以及机电定位控制电路等实现其操作功能。本实施例的超声波发射电路图如附图6a所示，首先打开开关Q2H，由电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波、涡流和金属磁记忆复合检测系统，由探测装置、定位扫描装置、控制系统、显示及记录装置组成，所述的定位扫描装置与探测装置连接，所述的控制系统分别与探测装置、定位扫描装置、显示及记录装置连接，其特征在于所述的探测装置包括超声波探测装置、涡流探测装置和金属磁记忆探测装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁群，谢宝忠，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]