超声波技术在超大型回转件缺陷检测中的应用.pdfVIP

超声波技术在超大型回转件缺陷检测中的应用 关保清，苏真伟，殷国富，王一舒，马杰 四川大学机械工程及科学学院成都 摘要：超声波检测是工业上最常用的检测技术之一，国内技术已相当成熟。系统实现了探伤自动化， 代替了传统的人工探伤方式，带来了很大的经济效益。系统硬件结构包括信号采集、机械定位和压 力供油三个部分；软件部分主要在VC++．NET环境下实现上位机编程，并综合应用SQLServer数据 库技术，实现整个系统的控制和管理功能。系统自动化程度高，效率高，代表了未来超声波探伤系 统的发展方向。 关键词：非接触式：超声波：自动化探伤系统：机械定位：上位机 AresearchofanautomaticUltrasonic for rotatableaxles Testingsystemhuge GUAN Zhen-wei，YINGuo—fu，WAMGYi—shu，MA Bao—qing，SU jie Schoolof Scienceand ofSichuan the ManufacturingEngineering 610065 Chengdu Abstract：UltrasoniciSoneofthemostcommon hasa testing testingtechniques，whichgood athome．The has automationin insteadof development testingsystemhigh practice hardware includesthree manpower．What’Smore，the system and oil softwareiSwritten collecting，mechnicalpositioningprovidingsystem．The mainly for inVC++．NETenvironment．which andthewhole Uppercomputer includesSQLtechnique and functions．theis andof system’Scontrollingmanagering systemorginal high automatizationand indicatesa in efficiency．Furthermore，itdevelopingway testing． Ultrasonic Keyvords：Non—contact： ：Automatictestingsystem；Mechnical positioning：Upper—computer 37 实现了探头的自动定位、信号的自动采集和处 l引言 理。此系统融合了计算机技术、数据处理技术、 超声波检测技术作为无损检测技术的重要 电子技术及机械定位技术，自动化程度高，质量 手段之一，在其发展过程中起着重要作用。超声 好，能满足大型工件的实时自动检测要求。 波检测早期仅使用模拟量信号的分析，需要通过 有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才 2超声波探伤原理 能得出正确的结论，对检测的分析人员的要求较 由于界面对超声波的传播影响极大，它的存 高，因此，人为因素对检测的结果影响较大，波 在将使超声波波形发生转换、能量重新分配和传 形也不易记录和保存，不适宜完成自动化检测。 播方向重新确定。而对超声波探伤而言，金属中 八十年代后期，计算机技术和高速器件的不断发 存在的缺陷就会引起超声波传播性质的变化，这 展，使超声波信号的数字化采集和分析成为可 里以气孑L为例。超声波在零件中传播遇到缺陷 能。目前国内也相继出现了各类数字化超声波检 气孔 ，也就是超声波由固体中射到固体和空 测设备，应用于各个行业随着数字化技术的飞速 气的交界面上，超声波就会发生反射。 发展，比如超声波技术用于混泥土、食品、木材、 钢轨等的检测当中，技术已很成熟。但目前数字 化探伤仪基本还是采用人工操作的方式，费时费 力，自动化程度低，特别是对大型回转体零件进 行检测时，甚至会耗费几天的工时，体现的更加 明显。基此，这里研制开发了一套针对大型回转 件缺陷检测的超声波自动化探伤系统。 大型回转件 直径通常在卜2m，长lOm以上 是国家重大工程装备的核心构件。国内重大装备 的制造企业，通常在其锻压和粗加工之后、精加 工之前进行超声波检测。这一加工阶段的大型回 转件带有一定的轴向圆锥度和径向椭圆度，很难 图1超声波探伤原理图 在车床上利用刀架实现探头自动定位。国外生产 如上图1所示，当超声波在传播过程中碰到 类似产品和研究的公司主要有美国的泛美 气孔时，超声波发生折射和反射，很大一部分声 PANAMETRICS 公司、METE