CN105277618A - 高精度铝合金板裂纹检测装置 - Google Patents

Abstract

一种高精度铝合金板裂纹检测装置，包括FPGA控制电路、发射电路、接收电路、切换电路、电磁声换能器、支撑台、步进电机以及PLC控制电路；FPGA控制电路接收来自上位机的驱动信号，将接收的采样信号发送至上位机；发射电路将驱动信号进行功率放大后输出；接收电路对其接收的信号进行滤波放大以输出采样信号；切换电路在超声发射阶段控制发射电路和电磁声换能器连接，在超声接收阶段控制接收电路和电磁声换能器连接；电磁声换能器对铝合金板进行超声波检测；PLC控制电路驱动步进电机；步进电机驱动支撑台运动；支撑台放置铝合金板。本发明提供的高精度铝合金板裂纹检测装置，可以快速、准确地检测整个铝合金板中的缺陷。

Description

高精度铝合金板裂纹检测装置

技术领域

本发明涉及铝合金加工制造技术领域，特别涉及一种高精度铝合金板裂纹检测装置。

背景技术

铝合金密度低，但其强度比较高，接近或超过优质钢。铝合金可塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，是工业应用中最为广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。由于铝合金板加工技术的局限性，在铝合金板中会出现多种类型的缺陷，例如夹层、裂纹等，限制了铝合金板进一步的应用和发展，因而铝合金板在出厂之前要进行严格的检测以保证其质量。

现有技术中，主要采用压电超声技术完成铝合金板的无损检测。该技术虽可以检测出铝合金板中的多数缺陷，但其对耦合剂的严重依赖以及复杂的预处理过程增加了铝合金板的检测成本和生产人员的劳动强度，极大地限制了铝合金板的检测效率和自动化水平，不仅制约了铝合金加工业乃至其下游产业的高速发展，而且检测中存在的漏检、误检问题还会对其下游产业造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明所要解决的是铝合金板的缺陷检测效率低、存在漏检和误检的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种高精度铝合金板裂纹检测装置，包括FPGA控制电路、发射电路、接收电路、切换电路、电磁声换能器、支撑台、步进电机以及PLC控制电路；所述FPGA控制电路适于接收来自上位机的驱动信号，并将接收的采样信号发送至上位机；所述发射电路适于将所述驱动信号进行功率放大后输出；所述接收电路适于对其接收的信号进行滤波放大以输出所述采样信号；所述切换电路适于在超声发射阶段控制所述发射电路和所述电磁声换能器连接，在超声接收阶段控制所述接收电路和所述电磁声换能器连接；所述电磁声换能器适于对铝合金板进行超声波检测；所述PLC控制电路适于驱动所述步进电机；所述步进电机适于驱动所述支撑台进行运动；所述支撑台用于放置铝合金板。

可选的，所述FPGA控制电路适于通过USB接口与上位机连接。

可选的，所述发射电路包括串联的驱动电路和功率放大电路。

可选的，所述接收电路包括串联的滤波电路和运放电路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的高精度铝合金板裂纹检测装置，采用电磁超声技术进行无损检测，利用导波的线扫描方式代替逐点扫描，因而提高了检测效率。并且，通过将铝合金板放置在支撑台上，采用PLC控制电路驱动步进电机，由步进电机驱动支撑台进行运动，可以精确地控制铝合金板相对于电磁声换能器的位置，准确地检测整个铝合金板中的缺陷。

附图说明

图1是本发明实施例的高精度铝合金板裂纹检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

图1是本发明实施例的高精度铝合金板裂纹检测装置的结构示意图，所述高精度铝合金板裂纹检测装置包括FPGA控制电路11、发射电路12、接收电路13、切换电路14、电磁声换能器15、支撑台16、步进电机17以及PLC控制电路18。

具体地，所述FPGA控制电路11与上位机10连接，适于接收来自上位机10的驱动信号，并将从所述接收电路13接收的采样信号发送至上位机10。进一步，所述FPGA控制电路11可以通过USB接口与上位机10连接。通过USB接口连接可以实现电磁超声数据的采集，通过运用安装在上位机10上的电磁超声分析软件，可以实时地处理和显示所述采样信号，能够自动判别回波声程和回波位置等，实现铝合金板缺陷的自动检测。

所述发射电路12的输入端与所述FPGA控制电路11连接，适于将所述驱动信号进行功率放大后输出。所述电磁声换能器15的换能效率很低，为了提高采样信号的强度，需要对所述驱动信号进行功率放大。进一步，所述发射电路12包括串联的驱动电路和功率放大电路。所述接收电路13的输出端与所述FPGA控制电路11连接，适于对其接收的信号进行滤波放大以输出所述采样信号。通常，所述电磁声换能器15接收的回波信号幅度仅几十微伏，而且对周围的环境噪声敏感度高，易于被噪声干扰，因而需要进行滤波放大。进一步，所述接收电路13包括串联的滤波电路和运放电路。

所述切换电路14适于在超声发射阶段控制所述发射电路12的输出端和所述电磁声换能器15连接，在超声接收阶段控制所述接收电路13的输入端和所述电磁声换能器15连接。所述切换电路14可以保证在大功率超声发射过程中不会烧毁所述接收电路13，在接收过程中能够可靠地接收到超声回波。本领域技术人员知晓所述切换电路14的具体结构，在此不再赘述。

所述电磁声换能器15可以设置在一固定装置上，适于对铝合金板19进行超声波检测。所述PLC控制电路18适于驱动所述步进电机17，所述步进电机17适于驱动所述支撑台16进行运动，铝合金板19放置在所述支撑台16上。通过采用所述PLC控制电路18驱动所述步进电机17，由所述步进电机17驱动所述支撑台16带动铝合金板19进行运动，可以精确地控制铝合金板19相对于所述电磁声换能器15的位置，准确地检测整个铝合金板19中的缺陷。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高精度铝合金板裂纹检测装置，其特征在于，包括FPGA控制电路、发射电路、接收电路、切换电路、电磁声换能器、支撑台、步进电机以及PLC控制电路；

所述FPGA控制电路适于接收来自上位机的驱动信号，并将接收的采样信号发送至上位机；

所述发射电路适于将所述驱动信号进行功率放大后输出；

所述接收电路适于对其接收的信号进行滤波放大以输出所述采样信号；

所述切换电路适于在超声发射阶段控制所述发射电路和所述电磁声换能器连接，在超声接收阶段控制所述接收电路和所述电磁声换能器连接；

所述电磁声换能器适于对铝合金板进行超声波检测；

所述PLC控制电路适于驱动所述步进电机；

所述步进电机适于驱动所述支撑台进行运动；

所述支撑台用于放置铝合金板。

2.根据权利要求1所述的高精度铝合金板裂纹检测装置，其特征在于，所述FPGA控制电路适于通过USB接口与上位机连接。

3.根据权利要求1所述的高精度铝合金板裂纹检测装置，其特征在于，所述发射电路包括串联的驱动电路和功率放大电路。

4.根据权利要求1所述的高精度铝合金板裂纹检测装置，其特征在于，所述接收电路包括串联的滤波电路和运放电路。