本发明专利技术实施例提供一种用于焊缝质量检测的装置及系统，属于焊接技术领域。用于焊缝质量检测的装置包括：相控阵超声换能器，包括：多个环形排列的阵元，用于发射超声波信号和接收回波信号，多个阵元中的任一阵元响应于接收到激励信号并将激励信号发射至与任一阵元相邻的阵元，直至多个阵元均接收到激励信号，多个阵元响应于接收到激励信号依次对焊缝发射超声波信号并接收超声波信号对应的回波信号；处理器，与相控阵超声换能器电连接，处理器被配置成：获取相控阵超声换能器接收到的回波信号；对回波信号进行处理，以完成焊缝的质量检测。本发明专利技术可以降低相控阵超声换能器的控制难度。度。度。
【技术实现步骤摘要】
用于焊缝质量检测的装置及系统
[0001]本专利技术涉及焊接
，具体地涉及一种用于焊缝质量检测的装置及系统。
技术介绍
[0002]无损检测技术是现代化工业的基础和重要保障，尤其是对焊缝(例如，工作臂焊缝)内外进行无损检测是保障工程机械的质量以及安全的关键，由于受到各种因素的影响，在工程机械的各部件(例如，工作臂)的实际加工过程中可能会出现各种类型的缺陷，进而造成工程机械各部件的性能下降甚至失效。另外，工程机械的使用工况多处于易磨损或腐蚀等条件下，工程机械的部件(例如，工作臂)会容易产生裂纹等多种损伤，严重的甚至会发生断裂，对操作人员的人身安全造成伤害。
[0003]传统的超声检测是根据超声波探伤仪对采集的回波信号进行分析处理，进而获取焊缝内的缺陷信号。传统的超声无损检测对工作臂内外回波信号的利用率低，通常只能进行人工操作确定缺陷位置，不能对焊缝内的缺陷进行有效识别。因此，超声相控阵技术的出现极大地改善了这种现状，将超声相控阵技术运用到无损检测中能够有效地检测出焊缝缺陷的种类及位置。然而，超声相控阵技术通常需要单独控制每个阵元进行信号激励，在阵元数量多的情况下存在控制难度较大的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种用于焊缝质量检测的装置及系统，以解决现有技术存在阵元数量多时控制难度较大的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供一种用于焊缝质量检测的装置，装置包括：
[0006]相控阵超声换能器，包括：多个环形排列的阵元，用于发射超声波信号和接收回波信号，多个阵元中的任一阵元响应于接收到激励信号并将激励信号发射至与任一阵元相邻的阵元，直至多个阵元均接收到激励信号，多个阵元响应于接收到激励信号依次对焊缝发射超声波信号并接收超声波信号对应的回波信号；
[0007]处理器，与相控阵超声换能器电连接，处理器被配置成：
[0008]获取相控阵超声换能器接收到的回波信号；
[0009]对回波信号进行处理，以完成焊缝的质量检测。
[0010]在本专利技术实施例中，多个阵元发射超声波信号的间隔时间为多个阵元接收到激励信号的间隔时间。
[0011]在本专利技术实施例中，处理器被配置成获取相控阵超声换能器接收到的回波信号包括：处理器被配置成：获取相控阵超声换能器中各个阵元在发射超声波信号之后预设时间长度的回波信号。
[0012]在本专利技术实施例中，预设时间长度为多个阵元接收到激励信号的间隔时间。
[0013]在本专利技术实施例中，处理器被配置成对回波信号进行处理包括：处理器被配置成：
将回波信号转换成点云坐标；依次对点云坐标建立对应的空间动平面，以确定有效点云坐标；对有效点云坐标进行拟合，以得到焊缝的轮廓曲线。
[0014]在本专利技术实施例中，处理器在依次对点云坐标建立对应的空间动平面之前还包括：处理器被配置成：基于点云降维排序算法或点云升维排序算法将点云坐标分别按照三个维度进行降序或升序的排序，以得到排序后的点云坐标。
[0015]在本专利技术实施例中，处理器被配置成依次对点云坐标建立对应的空间动平面，以确定有效点云坐标，包括：处理器被配置成：依次确定与点云坐标不共线且距离最近的两个相邻的点云坐标；根据点云坐标和两个相邻的点云坐标建立对应的空间动平面；确定不在空间动平面上且与空间动平面的距离小于或等于预设距离阈值的点云坐标为有效点云坐标。
[0016]在本专利技术实施例中，装置还包括：信号控制器，与相控阵超声换能器电连接，用于发出激励信号至任一阵元。
[0017]在本专利技术实施例中，处理器还被配置成：发出激励信号至任一阵元。
[0018]在本专利技术实施例中，装置还包括：显示装置，与处理器电连接，用于显示焊缝的轮廓曲线。
[0019]本专利技术实施例第二方面提供一种用于焊缝质量检测的系统，包括：根据上述的用于焊缝质量检测的装置。
[0020]上述技术方案，通过单独控制相控阵超声换能器的环形阵元中的任一阵元，来实现整个环形阵元的信号激励，进而控制整个相控阵超声换能器的各个阵元的激励信号的发射与接收，完成对焊缝的扫描采样，通过采用由点到全的信号激励方式，解决了现有的相控阵超声检测技术中因阵元数量多而导致控制难度较大的问题，降低了相控阵超声换能器的控制难度，同时提高了焊缝检测的自动化程度，降低了设备成本。
[0021]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0022]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：
[0023]图1示意性示出了本专利技术一实施例中用于焊缝质量检测的装置的结构示意图；
[0024]图2示意性示出了本专利技术一实施例中相控阵超声换能器内部环形阵元激励传递方式的示意图；
[0025]图3示意性示出了本专利技术一实施例中采样区间的划分方式的示意图；
[0026]图4示意性示出了本专利技术一实施例中得到焊缝的轮廓曲线的流程示意图；
[0027]图5示意性示出了本专利技术一实施例中挖掘机工作臂焊缝检测装置的结构示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]102
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相控阵超声换能器
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104
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处理器
[0030]501
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十字滑架
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502
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龙门滑架
[0031]503
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工业机器人
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504
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相控阵超声换能器
[0032]505
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待检测的挖掘机工作
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506
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变位机臂
具体实施方式
[0033]以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。
[0034]现有技术中，超声相控阵是超声探头晶片的组合，由多个压电晶片按一定的规律分布排列，然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片，所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，能有效地控制发射超声束(波阵面)的形状和方向，能实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。它为确定不连续性的形状、大小和方向提供出比单个或多个探头系统更大的能力。
[0035]超声相控阵检测技术使用不同形状(例如环形或线形)的多阵元换能器产生和接收超声波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的不同延迟时间，改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，实现焦点和声束方向的变化，从而实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。然后采用机械扫描和电子扫本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于焊缝质量检测的装置，其特征在于，所述装置包括：相控阵超声换能器，包括：多个环形排列的阵元，用于发射超声波信号和接收回波信号，所述多个阵元中的任一阵元响应于接收到激励信号并将所述激励信号发射至与所述任一阵元相邻的阵元，直至所述多个阵元均接收到所述激励信号，所述多个阵元响应于接收到所述激励信号依次对焊缝发射超声波信号并接收所述超声波信号对应的回波信号；处理器，与所述相控阵超声换能器电连接，所述处理器被配置成：获取所述相控阵超声换能器接收到的回波信号；对所述回波信号进行处理，以完成所述焊缝的质量检测。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个阵元发射超声波信号的间隔时间为所述多个阵元接收到所述激励信号的间隔时间。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成获取所述相控阵超声换能器接收到的回波信号包括：所述处理器被配置成：获取所述相控阵超声换能器中各个阵元在发射超声波信号之后预设时间长度的回波信号。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预设时间长度为所述多个阵元接收到所述激励信号的间隔时间。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成对所述回波信号进行处理包括：所述处理器被配置成：将所述回波信号转换成点云坐标；依次对所述点云坐标建立对应的空间动平面，以确定有效点云坐标；对...
【专利技术属性】
技术研发人员：付玲，奉华，欧阳书荀，向垂悦，关勇，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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