CN103616129A - 一种用于拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法 - Google Patents

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徐春广
靳鑫
李骁
宋文涛
潘勤学
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Abstract

本发明涉及一种拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，通过拉压试验机的应力值Data0直接返回给残余应力超声检测系统，通过循环检测读出超声检测出的对应的应力值Data1。通过软件设定，自动将Data1与Data0的对应点的数据经行比较，形成对应点的差值△Data1，当△Data1大于设定值△Data0时，Data1=Data0。画出校准曲线，系统自动计算计出校准后曲线的系数值K值。利用拉伸机来自动校准超声波残余应力检测系统，从而最大程度地保证残余应力检测结果的准确性和可靠性。

Description

一种用于拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法
一、技术领域
本发明提出了一种用于拉压残余应力的自动校准方法，该方法适用于残余应力超声波无损检测系统的自动校准。
二、背景技术
残余应力是在没有外力作用下仍以平衡状态存在于物体内部的应力，残余应力的无损检测近年来一直受到广泛的关注。超声波法由于其对人体无伤害、携带方便而成为了一种很重要无损检测手段。超声波法主要是利用超声波在被检测材料中声速(即时间的变化量△t)的变化来反应应力状态。其理论依据是σ=K△t，但由于其应力引起的超声波速度的变化非常小，100MPa大约只引起声速0.1%的变化，外界环境的微小变化都有可能造成较大的检测误差，因此，为保证该系统能准确的进行测试，必须要研究针对这种残余应力的超声检测系统的自动校准方法，以减少人为因素带来的干扰。
文献检索发现，论文：（安兆亮，周子炜.超声波螺栓测量仪校准方法探索.计测技术，2010,30（2）：32-33）中仅提到了用拉力传感器来校准超声波螺栓测量仪，该方法通过拉力传感器和超声波螺栓测量仪的力值的比较，来说明了超声螺栓测量仪的准确性，但是并没有提供一种普遍使用的针对拉压残余应力检测的超声检测系统的自动校准方法，以适应这种专门的超声检测系统自动校准的需要。这种。专利：（袁新艳,等.X射线残余应力测试系统校准试块制作方法[P].专利号：CN201210183436.X，2012）公开了一种用无应力铁粉通过加工制成试块来校准X射线残余应力测试系统。该方法是通过一定的工艺来制作零应力试块，用来校准X射线仪，是一种X射线的校准方法，不适合对拉压残余应力超声检测系统的校准。
本文提出的拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法是通过与拉压试验机输出的拉压力的自动对比来完成自动校准过程，可以实现超声检测系统对拉应力和压应力检测精度的自动校准，最大程度地保证了对拉压残余应力超声无损检测的精度和可靠性。
三、发明内容
本发明的目的是提供了一种自动校准方法，用来校准超声波残余应力检测系统。
本发明的的具体技术方案如下：
（1）设置系统的参数：应力常数K、标准应力偏差△Data0、最大校准应力Daa0max。
（2）将拉压试验机的拉压力传感器输出的电信号经过外接的信号放大器、数据采集与信号处理装置，将数据输入残余应力超声波无损检测系统，系统通过设定自动采集试样上的拉压数据，该数据将作为标准的对比数据使用，记为Data0。
（3）将残余应力超声检测换能器输出的拉压应力电信号输出给残余应力超声无损检测系统，得到相应的拉压试样上的拉压应力值，记为Data1。
（4）通过软件设定，自动将Data1与Data0的对应点的数据经过比较，形成对应点的差值△Data1，当△Data1大于设定的值△Data0时，将Data1=Data0，最后得到校准后的Data1，实现对残余应力超声检测系统的检测值的校准。
其中Data1数据的采集是通过设定Data0来进行自动采集完成的。
四、附图说明
图1校准系统构成框图
图2系统绝对校准流程图
图3拉压机拉力加载图
图4拉压机压力加载图
图5拉伸试验应力校准曲线图
五、具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细说明：
本发明的硬件设备包括：残余应力超声检测换能器、拉压试样、拉压试验机、残余应力超声无损检测系统（被校准装置）、信号调理模块。
设置系统的参数：应力常数K、标准应力偏差△Data0、最大校准应力Data0max，将拉压试验机的拉压力传感器输出的电信号经过外接的信号放大器、数据采集与信号处理装置，将数据输入残余应力超声波无损检测装置，得到试样上的拉压数据，该数据将作为标准的对比数据使用，记为Data0。对某种高强度钢进行拉压，设置软件为当Data0的值为设定的值时自动返回给残余应力超声无损检测系统，进行自动循环检测，把超声无损检测系统检测到的应力值记为Data1。通过设定，自动将Data1与Data0的对应点的数据经过比较，形成对应点的差值△Data1。，当△Data1大于设定值△Data0时，Data1=Data0。画出校准曲线，系统自动计算计出校准后曲线的的系数值，重新精确校准K值。

Claims (7)

1.本发明提出了一种用于拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，其特征在于它包括：残余应力超声检测换能器、拉压试样、拉压试验机、残余应力超声无损检测系统（被校准装置）、信号调理模块。
2.根据权利要求1所述的拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，首先设置系统的参数：应力常数K、标准应力偏差△Data0、最大校准应力Data0max。
3.根据权利要求1所述的拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，将拉压试验机的拉压力传感器输出的电信号经过外接的信号放大器、数据采集与信号处理装置，通过软件自动采集，将数据输入残余应力超声波无损检测装置，得到试样上的拉压数据，该数据将作为标准的对比数据使用，记为Data0。
4.根据权利要求1所述的拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，将残余应力超声检测换能器输出的拉压应力电信号输出给残余应力超声无损检测系统，得到相应的拉压试样上的拉压应力值，记为Data1。
5.根据权利要求1所述的拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，将Data1与Data0的对应点的数据进行比较，形成对应点的差值△Data1，当△Data1>△Data0时，通过设定，自动将此差值对Data1的数据进行修正，即Data1=Data0，最后得到校准后的Data1，实现对残余应力超声检测系统的检测值的校准。
6.根据权利要求1所述的拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，校准过程如下：首先设置系统的参数，当拉压试验机启动运行后，由计算机控制系统实施在相同时刻和间隔采集拉压应力数据Data0和Data1，用设定Data0的最大应力值数值作为校准过程终止点判断依据，从而完成自动校准过程。
7.根据权利要求1所述的拉压残余应力超声检测系统的自动校准方法，校准系统自动绘制校准的时间—应力曲线，进行曲线拟合，拟合后的系数值即为校准后的K值。
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