非金属超声检测仪检定系统技术方案

本发明专利技术是公开了一种非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于：包括用于使非金属超声波检测仪的发射换能器与接收换能器相对运动的运动控制及测量反馈系统，以及用于将使非金属超声波检测仪的发射换能器或接收换能器固定在运动控制及测量反馈系统上的空气声程调节装置。本发明专利技术采用闭环系统及自动控制系统，与非金属超声波检测仪的传统检定方法相比，有效提高了运行可靠性及测量准确性；数据处理加入了线形回归的处理方法，对测量误差的分析更加全面，有效的消除了零声时对测量结果的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种仪器检定装置，特别是涉及一种全自动非金属超声检测仪检定系 统。
技术介绍
非金属超声检测仪是一种广泛应用于工程建设中混凝土等非金属结构的计量器 具，利用超声波在被测介质中声波传播速度、振幅、频率和波形等声学参数的变化，从而了 解被测介质的物理特性，再经过分析、计算、处理后即可判断出被测介质的内部质量及强 度，因此非金属超声检测仪对于建筑工程安全有着极为重要的意义，在正式测试前，首先一 定要检测仪器系统的零声时值，并将其设置在非金属超声检测仪的零声时窗口。传统测量 零声时的方法是将平面换能器的发射换能器τ与接收换能器R的辐射面相对，加耦合剂使 其紧密接触，便可由仪器判读出声时值即零声时。这种方法精度低，重复性差，对检测人员 操作要求较高。为了保证测量结果的准确性，需要对非金属超声检测仪进行检测。目前国 内对非金属超声检测仪比较常用的检定方法主要有标准棒法、时-距测量法、电信号测量 法。根据交通部行业规程JJG027 (交通)-2004《水运工程非金属声波检测仪》及建筑 工业行业标准JG/T5004-1992《混凝土超声波检测仪》，其中最重要的计量指标——空气 声速值相对误差，采用游标卡尺或钢直尺进行检测，试验按以下步骤进行a)将一对非金属超声检测仪的平面换能器分别放入声程调节装置固定支架和移 动支架上端孔口。使两辐射面相对而立，其中心连接线应与辐射面垂直，确定好位置后将换 能器固定；b)用电缆连接换能器与声波器发射口及通道口，开机预热5min IOmin后，使声 波仪在发射电压最大、触发方式为“连发”状态下工作；c)调节接收声波使信号幅度达到约满幅度的1/5 3/5，首波峰值为满屏显示的 1/3 2/3 ；d)使两换能器零距离接触，声波仪显示屏下方声时值显示应为0 μ s ；e)在Omm 250mm测量范围内，改变两换能器声程距离10次，用游标卡尺准确测 量每次换能器间距(声程)，距离误差不大于0. 5% ；f)记下环境温度，按式( 计算空气标准声速，并根据卡尺测量的10次声程和声 波仪显示的声时值，按式(3)、(4)计算声速值并与计算标准声速比较，求出相对误差。结果 应符合4. 2. 2的规定。计算空气标准声速值(ν。)vc =331. 4^1 + 0 00367Γ.......................................(2)式中V。-空气标准声速值，单位为米每秒(m/s)；T-空气温度，单位为度(°C )。计算空气声速值(V。)V0 = l/(tl-t(1) X10° .......................................... (3)式中1-发射换能器和接收换能器辐射面之间的距离，单位为米(m)；、-测读声时，即从发射电脉冲开始到接收声脉冲初至点的所用时间，单位为微秒 (μ s)；声时初读数，发射换能器和接收换能器之间的非金属厚度为零时的仪器测读 声时，单位为微秒(μ S)。计算空气声速相对误差(ejer2 = (vc-v0) /vcX100%....................................式中er2-相对误差；VC-空气中标准声速值，单位为米每秒(m/s)；VO-空气中声速的测试值，单位为米每秒(m/s)。这种方法检测，通过卡尺测量距离，精度低，定位困难，在检测的过程中，检测设 备、环境条件、实验人员等对检测结果产生影响，这样操作对于检定的结果很难保证测量的 准确性。有鉴于上述现有的全自动非金属超声检测仪检定系统存在的缺陷，本设计人，积 极加以研究创新，以期创设一种新型结构的全自动非金属超声检测仪检定系统，使其更具 有实用性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有的非金属超声检测仪检定装置存在的缺 陷，而提供一种新型结构的全自动非金属超声检测仪检定系统，检测过程中重复性好，定位 精度高，从而使检测结果更精确。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于包括用于使非金属超声波检测 仪的发射换能器与接收换能器相对运动的运动控制及测量反馈系统，以及用于将使非金属 超声波检测仪的发射换能器或接收换能器固定在运动控制及测量反馈系统上的空气声程 调节装置。前述的非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于所述运动控制及测量反馈系 统包括一总工作台，在总工作台上设置电动位移台，非金属超声波检测仪的发射换能器或 接收换能器的其中一个固定于总工作台上，另一个设置于电动位移台上，电动位移台的驱 动装置与控制计算机相连，非金属超声波检测仪的输出至控制计算机，在总工作台上设置 有光栅尺，所述光栅尺的输出信号接入控制计算机。前述的非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于所述电动位移台包括滑动平 台，滑动平台通过丝杆与步进电机相连，控制计算机的PCI总线插槽上安装有伺服电机控 制卡，伺服电机控制卡与三相步进电机驱动器相连，三相步进电机驱动器与步进电机相连。前述的非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于还包括空气声程调节装置，所 述空气声程调节装置包括用于控制电动位移台的滑动导轨的运动平行度、滑动平台与丝杠 运动方向的垂直度的位移定位装置；用于使发射换能器与接收换能器对零位的调零装置； 和用于将换能器装夹在电动位移台上的装夹装置。前述的非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于所述位移定位装置包括一手 动移动台，作为调零机构。前述的非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于所述装夹装置的夹具采用胶 木板材料制成，在夹具和换能器之间套有橡胶套。前述的非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于所述夹具与换能器相接触侧 设置有V型槽。非金属超声检测仪的检定系统的检定方法，其特征在于，包括以下步骤1)将非金属超声检测仪的两个声能转换器固定在总工作台上，并测出仪器的基准 声时；2)检测人员通过控制计算机发出运动指令，通过伺服电机控制卡发布给步进电 机，步进电机驱动工作台按照规定的步距运动；3)光栅尺检测工作台运动精度，并将信号通过伺服电机控制卡反馈给计算机；4)将非金属超声检测仪的数据输入计算机进行数据处理，形成原始记录并打印。前述的非金属超声检测仪的检定系统的检定方法，其特征在于，在所述步骤1) 中，采用时距曲线法或换能器辐射面贴合法检测本检定系统的初读数TO值，并将其设置在 非金属超声检测仪的TO窗口。本专利技术所达到的有益效果1)采用闭环系统及自动控制系统，与非金属超声波检测仪的传统检定方法相比， 有效提高了运行可靠性及测量精度；2)夹具结构互换性强，可实现其他多种类型位移传感器的测量需要；3)数据处理加入了线形回归的处理方法，对测量误差的分析更加全面，有效的消 除了零声时对测量结果的影响。附图说明图1为本专利技术的非金属超声检测仪的检定系统的原理图2为本专利技术的工作原理图3为本专利技术的电动位移台主视图4为本专利技术的电动位移台俯视图5为本专利技术调零装置的主视图6为本专利技术调零装置的俯视图7为本专利技术运动控制及测量反馈系统的控制部分硬件示意图8为本专利技术运动控制及测量反馈系统的软件结构划分图9为本专利技术全自动非金属超声检测仪检定系统的检测程序流程图图10为本专利技术在判断零声时平面测试换能器TO测试法原理示意图图11为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非金属超声检测仪的检定系统，其特征在于：包括用于使非金属超声波检测仪的发射换能器与接收换能器相对运动的运动控制及测量反馈系统，以及用于将使非金属超声波检测仪的发射换能器或接收换能器固定在运动控制及测量反馈系统上的空气声程调节装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王珉，毛志萍，钱峥，朱岳辉，樊浩杰，
申请(专利权)人：南京市计量监督检测院，
类型：发明
国别省市：84