一种数字化炉管超声自动检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种数字化炉管超声自动检测装置，涉及超声无损检测技术。本实用新型专利技术由微机、带高速Ａ／Ｄ声卡、自动定位装置、超声探头组成。其中自动定位装置由空压机、爬管机、位置传感器、１２ｂｉｔＡ／Ｄ组成，从而实现了检测结果的数字化，伤波识别的自动化，检测位置的自动标定及伤波信号的计算机重现和输出。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种数字化炉管超声自动检测装置，涉及超声无损检测技术。现有炉管超声检测装置，广泛采用模拟信号，通过电平记录仪记录伤波信息，然后通过人工进行伤波分级，并对伤波位置进行人工标定。这种检测装置需要耗费大量人力，效率较低，并且不能满足实时处理和数字化存储的需要。随着计算机技术的发展，人们迫切需要一种具有更高效率的数字化的实时检测设备。本技术的目的是针对现有炉管超声检测中所存在的上述问题，而推出一种数字化，炉管超声自动检测装置，从而实现检测结果的数字化，伤波识别的自动化，检测位置的自动标定，伤波信号的计算机重现和输出。本技术的目的是这样实现的(1)数字化及实时显示 利用高速A/D声卡快速采集接收信号并将其数字化，然后在场消隐期间将所得数字信号写入显示缓冲区，再随着屏幕的刷新，显示到屏幕上。(2)伤波的自动识别 根据经验数据，对位于伤闸的伤波信号，按其包络或幅值进行计算机自动分级，并对伤波及缺陷进行报警，此外还将检测点处的伤波信号幅值变化情况显示在屏幕上。(3)检测位置的自动定位 利用爬管机的爬行带动一从动轮转动，通过变速器，将该转动传递给一多圈精密电位器，利用一12bit A/D按其包络或幅值进行计算机自动分级，并对伤波及缺陷进行报警，此外还将检测点处的伤波信号幅值变化情况显示在屏幕上。记录位置传感器信号的变化，从而换算出爬管机的当前位置。本技术具有以下优点和积极效果(1)伤波检测的数字化，为数据的后处理提供了条件；伤波检测的自动识别极大地提高了检测效率，减轻了人的负担，还避免了人工判伤时主观因素的干扰。(2)由于数据显示时，在场消隐期间对显示缓冲区进行操作，而避免了显示屏的闪烁。(3)自动定位装置能进行检测位置的自动测定，从而避免了现有技术中需人工定位的弊端。(4)友好的人机界面使操作简便。以下结合附图作进一步说明。附图说明图1为本技术工作原理图。图2为自动定位装置结构原理图。其中1-微机、2-高速A/D声卡、3-发射探头、4-接收探头、5-自动定位装置、6-重复频率控制器、7-同步信号发生器、8-采样范围控制器、9-延时器、10-发射控制器、11-接收放大器、12-增益控制器、13-高速A/D、14-峰值保持器、15-RAM、16-地址发生器、17-空压机、18-爬管机、19-位置传感器、20-12bit A/D、21-支撑板、22-橡胶轮、23-变速齿轮、24-电位器、25-弹簧、26-炉管。由图1可知，本技术由微机1带高速A/D声卡2、发射超声探头3、接收超声探头4、自动定位装置5组成。高速A/D声卡2主要由下列部分组成，连接方式为①其发射路址是重复频率控制器6→同步信号发生器7→发射控制器10和发射探头3连接。②其接收路址，是和接收探头4及增益控制器12相连接的接收放大器11→高速A/D转换器13→峰值保持器14→RAM。自动定位装置5由下列部件组成，并依次连接，即空压机17→爬管机18→位置传感器19→12 BitA/D转换器20，再和微机1连接。由图2可知，位置传感器由支撑板21、橡胶轮22、变速齿轮23、电位器24和弹簧25组成。变速齿轮23有大、中、小三个齿轮，其轮齿互相咬合，其轮轴分别固定在支撑板21上；橡胶轮22的轮轴固定在支撑板21上，其一侧外轮边紧贴被测炉管26，另一侧外轮边紧贴变速齿轮23的小齿轮；电位器24的中轴和变速齿轮23的大齿轮的轮轴同轴；支撑板21左边和爬管机18为动配合连接，其右边和弹簧25上端连接。本技术工作过程为下第一，用缺省参数值或数据文件对参数(声速、信号带宽、发射脉冲重复频率、接收放大器增益、数据采集范围、数据延时，伤闸的高度、宽度、位置、射频检波方式，数据存储间隔)初始化，接着对显示屏初始化并显示图形菜单，同时对A/D初始化。第二，利用发射同步信号采集接收信号和当前位置信号。第三，对所得数字信号进行包络处理和伤波判级，并在场消隐期间将伤波信号伤波幅值衰减曲线及伤波级别显示在屏幕上。第四，在自动存储条件下，等距离的采集数据并存储到数据文件中，直到该炉管检测完毕。第五，判断是否有按键后按下，若有，则进行处理，否则回到第二步循环执行。第六，若为修改参数按键，则修改、显示该参数，若为功能按键(存储文件、读文件、打印、参数锁定、图象冻结)则执行相应的操作。随后返回第二步执行。自动定位装置工作过程如下弹簧25的弹力作用使橡胶轮22紧靠着炉管壁26，爬管机18在空压机17的驱动下，沿着炉管壁26运动，橡胶轮22在磨擦力的作用下，随着爬管机18，沿管壁作无滑动的转动，该转动通过变速齿轮23传递给一多圈精密电位器24，从而改变中心抽头与电位器24两端之间的电阻值。在电位器24两端点加恒定的直流电压(+5V)，因而中心抽头处电压值即反映电位器阻值变化，将该电压信号传递给12Bit A/D20，从而在微机1的控制下，可得到电位器在两次采集期间转动的圈数，根据齿轮的变速关系，即可知该爬管机18的相对位移。在每次爬行开始时，我们标记出爬管机18所在的位置及此时自动定位装置5所采集的高度数值，在爬行过程中我们除采集每一点的伤波数据之外，同时采集爬管机18的位置数据。由于橡胶轮22的运动无打滑和停顿现象，位置数据具有非常好的重复性。在我们实际使用的系统中，采用一阻值为10KΩ10圈的精密电位器。我们所需检测的最大高度为14m，我们在电位器两端各留一圈的余量，以中间八圈来表示0-14m的范围。即当中心抽头阻值为1KΩ，即12Bit A/D转出为4095/10时，对应的高度为0m，当中心抽头阻值为9KΩ，即12Bit A/D转出为4095×9/10时，对应的高度为14m，由此可得高度H与A/D转出DATA-AD之间的关系为H＝14000(10DATA-AD-4095)mm/4095×8在理想情况下，该自动定位装置5的距离分辨率为4.27mm，考虑到噪声干扰所引起的12Bits A/D末位输出的的不确定性，本系统的定位精度为8.54±4.27mm，伤波信号的自动识别如下根据底波的位置和宽度，用鼠标器点击闸门宽度和闸门位置按钮，使B波正好位于闸门内，再根据无伤时B波的高度，设置好闸门的高度H。我们将检测结果分为A、B、C三级。在检测时，当闸门内B波的平均值或最大值小于闸门高度H的rC倍即rCH时，我们在屏幕伤波等级的地方输出一个c字符，并报警，当闸门内的B波的平均值或最大值大于闸门的高度H的rA倍即rAH时，我们在屏幕伤波等级的地方输出一个A字；当闸门内的B波的平均值或最大值处于rAH和rCH之间时，我们输出一个B字符。在字符输出时，我们对不同的字符以不同的颜色输出。此外，我们还将每次检测时的闸门内的B波的平均值或最大值依据自动定位装置所测定的位置值，依次存入一数组之中，并显示于屏幕之上，即得到不同位置的衰减曲线，依据此曲线，即可直观地了解被测件的伤的分布情况。本技术主要性能和特点增益110dB 0.5dB步进频带15MHz测量范围9.5mm-600mm延时范围0-600mm发射脉冲重复频率＜2000Hz发射电压300V/150VA/D速率80Mbps定位精度±4.27mm(12bits A/D)操作方法鼠标按键系统界面中文实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化炉管超声自动检测装置，由超声探头、模数转换器、微机、定位装置组成，其特征在于：①微机（１）带高速Ａ／Ｄ声卡（２），由下列部分组成，连接方式为，其发射路址是重复频率控制器（６）→同步信号发生器（７）→发射控制器（１０），和发射探 头（３）连接；其接收路址是和接收探头（４）及增益控制器（１２）相连接的接收放大器（１１）→高速Ａ／Ｄ（１３）→峰值保持器（１４）→ＲＡＭ（１５）；②自动定位装置（５）由下列部件组成，并依次连接，即空压机（１７）→爬管机（１８）→位置传感 器（１９）→１２Ｂｉｔ Ａ／Ｄ（２０）→微机（１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程建政，兰从庆，李珑，许克克，
申请(专利权)人：中国科学院武汉物理与数学研究所，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]