專利名稱：變徑厚壁管材水浸探傷儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是針對變徑厚壁管材的金屬制品進行超聲波水浸探傷的儀器，特別是應用在軍用的炮管上。
背景技術：
變徑厚壁管材的金屬制品在制造過程中，可能由于淬火的溫度或時間，或者是金屬內有夾渣，可能形成很多缺陷，是用人眼辨別不出來，由于是變徑厚壁管材的直徑大、重量大、長度長，所以用接觸法探傷是很難實現的。
由于厚壁管的產品多樣，同一支管子由于是變徑，壁厚不均，使水鋼界面的聲程在探傷過程中發生變化，這種情況下如果采用常規靜態調節傷閘門位置的方式，必然會造成水的界面波可能進入到傷閘門產生誤報，或者傷閘門與界面波很遠，則會產生漏報的現象。由于高壓無縫炮管的變徑多，同時在每個臺階的過渡中有一個圓弧的面，當壁厚發生變化時超聲波在交界處反射波會增多，產生密布的雜波，在探傷過程中，造成誤報。一根變徑的鋼管探傷一次很不容易，如果知道有傷但不能指導傷的位置，這樣會給用戶帶來很大的麻煩。
發明內容
為解決以上問題，本實用新型為現場檢測變徑厚壁管材的金屬制品提供了一種能保證判別缺陷準確可靠、具有界面跟蹤、自動臺階監測、傷的定量定位特征的變徑厚壁管材水浸探傷儀。
變徑厚壁管材水浸探傷儀，由上位機、上位機通訊卡、顯示器、高速采樣板、下位機、下位機通訊卡、測速板、時序報警主板、時序報警副板、噴標板、顯示板、單片機控制主板、單片機控制副板、主機接收板、前置板、探頭組成，其特征在于該裝置以上位機為控制核心，上位機通過ISA總線連接上位機通訊卡和高速采樣板，顯示器與上位機連接；下位機通過ISA總線連接下位機通訊卡和測速板，下位機通訊卡通過通訊線與上位機通訊卡連接；下位機通過ISA總線還連接時序報警主板、單片機控制主板、單片機控制副板；時序報警主板輸出端連接顯示板，時序報警主板連接時序報警副板，時序報警副板連接高速采樣板和噴標板；每個主機接收板都分別連接單片機控制主板或單片機控制副板，并且每個主機接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內設有發送單元和接收單元，在發送單元和接收單元之間設有若干個采樣探頭。
本實用新型的優點是變徑厚壁管材水浸探傷儀解決了現場檢測變徑厚壁管材的金屬制品，判別缺陷準確可靠。
圖1是變徑厚壁管材水浸探傷儀的結構示意圖。
具體實施方式
見圖1，變徑厚壁管材水浸探傷儀以上位機為控制核心，上位機通過ISA總線連接上位機通訊卡和高速采樣板，顯示器與上位機連接；下位機通過ISA總線連接下位機通訊卡和測速板，下位機通訊卡通過50芯通訊線與上位機通訊卡連接；下位機通過ISA總線還連接時序報警主板、單片機控制主板、單片機控制副板；時序報警主板輸出端連接顯示板，時序報警主板連接時序報警副板，時序報警副板連接高速采樣板和噴標板；每個主機接收板都分別連接單片機控制主板或單片機控制副板，并且每個主機接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內設有發送單元和接收單元，在發送單元和接收單元之間設有若干個采樣探頭。
上位機通過ISA總線與上位機通訊卡、高速采樣卡連接實時接收每個通道的波形。
通過上述波形數據，可以進行下面的功能分析和處理，以實現下述功能界面跟蹤由于水浸探傷，因此在一次界面波和二次界面波之間如果有波就說明有傷，所以必須通過先找到一次界面波。為了使傷閘門與水鋼界面的相對位置始終不變，采用界面跟蹤方法來實現。水浸法探傷，也需要兩個閘門，一個界面閘門和一個傷閘，界面閘門是水和鋼管表面的閘門。由于高壓無縫炮管或鋼管有許多變徑，當探傷從管的一端到另一端時，水和鋼管的界面是隨著變徑的變化而變化的，通過軟件實時對每幅波的判斷實時跟蹤這個界面，先找到一次界面波，一次界面波的特征是在始波的后面，也就是第二個最高波，通過軟件判斷后，并進行了一些干擾波處理過程，找到一次界面波，在一次界面波的位置形成一個界面閘門，同時傷閘門也隨著界面閘門的位置變化而變化。
自動臺階監測由于高壓無縫炮管或鋼管的變徑多，同時在每個變徑的過渡中有一個圓弧的面，當壁厚發生變化時超聲波在交界處反射波會增多，產生密布的雜波，在探傷過程中，由于應用了界面跟蹤，造成誤報。為解決此問題，我們設計了自動監測臺階的新技術，在探傷過程中，實時監測臺階，發現處于臺階交界處的雜波的點數超過一定范圍時，判斷為過臺階，同時為了避免誤報，立即關閉傷閘門，當恢復正常后，又打開傷閘門，這樣才能排除誤報，保證完全探傷。
傷的定量定位對各種半徑的厚壁試塊進行試驗，劃出不同的試塊的定量曲線，并存儲到計算機，當檢驗厚壁管材時，把相應的定量曲線載入主畫面，探傷人員就能根據曲線判斷傷的大小和位置。通過定位計算，可以計算處當前傷的折射角度、深度、中心角度和弧長，實現了對傷的定位。
下位機連接單片機控制主板、單片機控制副板、時序報警主板、時序報警副板、測速板、下位機通訊卡，它是一個為上位機產生有效的波形的重要裝置。
單片機控制主板發出整個系統的主振頻率、0同步信號、選通道信號和脈沖發射時序信號，單片機控制主板和副板都能接收產生閘門信號，采集每個通道的閘門內的信息(傷波時間、傷波大小、底波時間、底波大小)，把上位機發來的衰減鏈(衰減、報警電平、抑制電平)傳輸到主機接收板，控制波形的高低，調整系統的垂直線性和水平線性。
時序報警主板接收單片機控制主板的時序信號和閘門信號，經過放大驅動后送到模擬顯示箱的顯示板和前置箱內的前置板。
時序報警副板是把時序報警主板放大后的時序信號送到上位機的高速采樣板，同時把報警信號和耦合信號送到噴標板。
測速板是采集外部行車上的編碼器的信號，計算出行車行走的距離，通過ISA總線送到下位機里，由下位機的程序根據探頭落下時為零位置，同時開始探傷，當有傷出現時計算出傷的位置，同時根據每個探頭的位置大小進行延遲一段時間后通知噴標板輸出信號，控制噴槍在傷的位置上進行噴標，做出有傷的記號。
上位機通訊卡和下位機通訊卡是上位機和下位機的連接紐帶，上位機的一些控制信號每個通道的參數，探傷的參數，每塊主機板的參數都是通過它來傳輸的。
主機接收板接收單片機發來的時序信號、接收前置箱的前置板產生的回波信號、產生高速采樣板的回波信號和模擬顯示箱的顯示板的回波信號。時序信號通過34芯彩帶線，傳輸到主機接收板上；前置板的回波信號經過一個可編程增益放大電路放大波形，經過抑制電路后分成兩路，一路經過波形放大，電平移位分送至高速采樣卡和顯示箱，另一路經過兩個受控的單路模擬開關被分時選出一部分波形，經過模擬數字混合電路，可產生表示超聲波發射多長時間的高電平有效的脈沖信號，及表示回波幅值高低的一段直流電壓信號。控制兩個模擬開關的脈沖為設定的高電平有效的缺陷波閘門和反射回波閘門，有單片機信號采集卡控制，在此有效電平范圍內的波形即假定為缺陷波或反射回波，由此產生的直流電壓和高電平脈沖送給單片機控制卡。
前置板接收時序報警板放大的時序信號、產生高壓發射脈沖、接收探頭的回波信號。
顯示板接收主機接收板的回波信號，經過選道和放大，在示波管上顯示當前通道的波形。
噴標板接收時序報警板的報警信號和耦合信號，輸出可驅動2W/8歐姆喇叭的脈沖方波和驅動噴槍的交流220V的電壓信號，產生聲音報警和噴標記號。
本裝置涉及的芯片連接方式及電路連接方式是本領域的通用技術，在此不作詳細敘述。
權利要求1.變徑厚壁管材水浸探傷儀，由上位機、上位機通訊卡、高速采樣板、下位機、下位機通訊卡、測速板、時序報警主板、時序報警副板、噴標板、顯示板、單片機控制主板、單片機控制副板、主機接收板、前置板、探頭組成，其特征在于該裝置以上位機為控制核心，上位機通過ISA總線連接上位機通訊卡和高速采樣板，顯示器與上位機連接；下位機通過ISA總線連接下位機通訊卡和測速板，下位機通訊卡通過通訊線與上位機通訊卡連接；下位機通過ISA總線還連接時序報警主板、單片機控制主板、單片機控制副板；時序報警主板輸出端連接顯示板，時序報警主板連接時序報警副板，時序報警副板連接高速采樣板和噴標板；每個主機接收板都分別連接單片機控制主板或單片機控制主板，并且每個主機接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內設有發送單元和接收單元，在發送單元和接收單元之間設有若干個采樣探頭。
專利摘要本實用新型變徑厚壁管材水浸探傷儀，上位機連接上位機通訊卡和高速采樣板，下位機連接下位機通訊卡和測速板；下位機還連接時序報警主板、單片機控制主板、單片機控制副板；時序報警主板輸出端連接顯示板，時序報警主板連接時序報警副板，時序報警副板連接高速采樣板和噴標板；每個主機接收板都分別連接單片機控制主板或單片機控制副板，每個主機接收板都分別與高速采樣板、前置板、顯示板相連接；前置板內設有發送單元和接收單元，發送單元和接收單元之間設有采樣探頭。優點是應用界面跟蹤、自動臺階監測、傷的定量定位技術使檢測變徑厚壁管材準確可靠。
文檔編號G01N29/07GK2824031SQ20052009244
公開日2006年10月4日 申請日期2005年9月9日 優先權日2005年9月9日
發明者陳開云, 胡建華, 趙康平, 倪喃, 李久營 申請人:鞍山長風無損檢測設備有限公司
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