CN106568845A - 一种空心车轴探伤三维可视化表示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声波探伤技术领域，尤其是一种空心车轴探伤三维可视化表示方法，利用动画表现检测过程，从而位于可视化的立体形状的空心车轴内的超声波探头能够与实际的探伤装置以同步的方式显示螺旋扫描过程，另外，超声波探头的超声波束模型化，能够直观地看到超声波探头扫描过程，并且当来自实际探伤时所检出的裂纹的反射被认为是异常时，用三维图表示在空心车轴立体模拟图上，对异常之处的判断更容易，操作装置的工人的技术含量要求降低。

Description

一种空心车轴探伤三维可视化表示方法
技术领域
本发明涉及超声波探伤技术领域，尤其是一种用于空心车轴探伤机的探伤解析显示方法。
背景技术
空心车轴探伤多采用脉冲反射式超声波探伤机，一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关，空心车轴探伤就是根据这个原理设计的，空心车轴探伤结果通常以A显、B显或C显的方式显示在显示器上。
上述显示方法存在以下缺陷：1、A显表示法是根据超声波探头反馈的反射回波的最大值来定量评价裂纹的大小，然而空心车轴的裂纹场所和裂纹大小的定量评价很困难，需要有经验的人员才能通过A显视图确定裂纹大小；2、由于B显表示法和C显表示法分别为单独的画面，难以取得B显表示法所表示的标记和C显表示法所表示的标记之间的对应。特别是车轴的角部附近存在缺陷的情况下，来自角的反射回波和来自缺陷的反射回波的波形接近或者重叠，因而难以进行判定，从而要求车轴探伤者具有较高的能力；3、通过C显表示法得到裂纹标记与轴端面的距离需要与实际车轴的位置进行对比，花费的 时间较长，裂纹发生的部位很难判定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种三维可视化的空心车轴探伤三维可视化表示方法。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
本发明的空心车轴探伤三维可视化表示方法，使用脉冲反射探伤法进行探伤，探伤的结果通过控制计算机以平面动态图和三维动态图相结合的形式显示探伤结果，所述平面动态图包括空心车轴平面图和超声波探头动态平面图，所述超声波探头动态平面图表示出超声波探头的移动位置，所述空心车轴平面图表示出超声波探头移动过程中检测到的裂纹部位，所述三维动态图包括空心车轴立体模拟图和超声波探头动态立体模拟图，所述超声波探头动态立体模拟图以三维动态图的形式表示出所述超声波探头的移动位置，所述空心车轴立体模拟图以三维图的形式表示出超声波探头移动过程中检测到的裂纹部位和裂纹大小。
本发明所述三维动态图中的超声波探头发出的超声波束模型化。
本发明所述脉冲反射探伤法包括以下步骤：1)超声波探头以螺旋式扫描空心车轴内部，且超声波探头在轴向上移动时，接收来自伤的反射回波，2)超声波探头定时将接收到的反射回 波信号通过信号放大器发送给探伤处理器，探伤处理器分析处理反射回波，3)探伤处理器将处理后的结果通过AD转换器发送给控制计算机，控制计算机以平面动态图和三维动态图相结合的形式显示探伤结果。
本发明所述平面动态图的X轴表示被检测的空心车轴轴长，通过所述平面动态图得出超声波探头移动过程中距离轴端面的距离和裂纹部分距离轴端面的距离。
本发明所述控制计算机还以A扫描显示法、B扫描显示法和C扫描显示法显示探伤结果。
本发明的空心车轴探伤三维可视化表示方法的有益效果是：本发明的空心车轴探伤三维可视化表示方法利用动画表现检测过程，从而位于可视化的立体形状的空心车轴内的超声波探头能够与实际的探伤装置以同步的方式显示螺旋扫描过程，另外，超声波探头的超声波束模型化，能够直观地看到超声波探头扫描过程。并且，当来自实际探伤时所检出的裂纹的反射被认为是异常时，用三维图表示在空心车轴立体模拟图上，对异常之处的判断更容易，操作装置的工人的技术含量要求降低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的空心车轴探伤三维可视化表示方法的平面 动态图示意图；
图2是本发明的空心车轴探伤三维可视化表示方法的三维动态图示意图。
其中：空心车轴平面图示1，超声波探头动态平面图示2，空心车轴立体模拟图示3，超声波探头动态立体模拟图示4。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
如图1-2所示，本实施例的空心车轴探伤三维可视化表示 方法使用脉冲反射法进行探伤，包括以下步骤：
1.超声波探头以螺旋式扫描空心车轴内部，且超声波探头在轴向上移动时，接收来自伤的反射回波，探伤时间一般为6分钟每轴，超声波探头旋转速度为20rpm-50rpm，超声波探头移动速度为2.5mm/s-100mm/s，超声波探头扫描步幅为1mm-10mm，步幅可调整，一般探伤为3mm，精密探伤为1mm；
2.超声波探头将接收到的反射回波通过信号放大器发送给探伤处理器，探伤处理器根据写入的程序处理反射回波；
3.探伤处理器将处理后的结果通过AD转换器发送给控制计算机，控制计算机以平面动态图和三维动态图相结合的形式显示探伤结果。
当超声波探头发出的超声波在钢材中传播时，其能量和声压将会随着传播距离的增加而衰减，超声波能量除因散射引起衰减外，材质晶粒度、内部缺陷、化学成分和组织的不均匀性以及耦合条件等也会引起衰减。
一般在均匀材料中，裂纹的存在将造成材料不连续，这种不连续带来声阻抗的不一致，由反射定理可知，超声波在两种不同声阻抗的介质的界面上会发生反射，超声波探头接收来自车轴裂纹的反射回波并发送给探伤处理器，探伤处理器根据基波衰减程度和波幅的形状，可得出车轴的各种缺陷，现有技术中探伤处理器是以A显、B显和C显的二维图表形式显示探伤结果。探伤人员通过波形判断裂纹的位置、大小、深度和形状等， 一般有裂纹的位置波形突变，波形不连续，但是裂纹具体的位置、大小、深度和形状需要有丰富经验的专业人员才能判断出。
本实施例中采用动态图的形式显示探伤结果，探伤处理器在探伤时实时将波形数据发送给控制计算机，控制计算机将波形数据转换为平面动态图和三维动态图，具体地，平面动态图和三维动态图相结合的三维表示法如下：平面动态图包括空心车轴平面图示1和超声波探头动态平面图示2，超声波探头动态平面图示2表示出超声波探头的移动位置，空心车轴平面图示1表示出超声波探头移动过程中检测到的裂纹部位，三维动态图包括空心车轴立体模拟图示3和超声波探头动态立体模拟图示4，超声波探头动态立体模拟图示4以三维动态图的形式表示出超声波探头的移动位置，空心车轴立体模拟图示3以三维图的形式表示出超声波探头移动过程中检测到的裂纹部位和裂纹大小，三维动态图中的超声波探头发出的超声波束模型化。
本实施例中的平面动态图的X轴表示被检测的空心车轴轴长，通过所述平面动态图得出超声波探头移动过程中距离轴端面的距离和裂纹部分距离轴端面的距离。
为了更精确地判断裂纹的位置和大小，控制计算机还以A扫描显示法、B扫描显示法和C扫描显示法显示探伤结果，结合A扫描显示法、B扫描显示法和C扫描显示法显示可以更精确判断。
本实施例的空心车轴探伤三维可视化表示方法利用动画表 现检测过程，从而位于可视化的立体形状的空心车轴内的超声波探头能够与实际的探伤装置以同步的方式显示螺旋扫描过程。并且当来自实际探伤时所检出的裂纹的反射被认为是异常时，用三维图表示在空心车轴立体模拟图示3上，对异常之处的判断更容易，操作装置的工人的技术含量要求降低。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种空心车轴探伤三维可视化表示方法，其特征在于：使用脉冲反射探伤法进行探伤，探伤的结果通过控制计算机以平面动态图和三维动态图相结合的形式显示探伤结果，所述平面动态图包括空心车轴平面图示(1)和超声波探头动态平面图示(2)，所述超声波探头动态平面图示(2)表示出超声波探头的移动位置，所述空心车轴平面图示(1)表示出超声波探头移动过程中检测到的裂纹部位，所述三维动态图包括空心车轴立体模拟图示(3)和超声波探头动态立体模拟图示(4)，所述超声波探头动态立体模拟图示(4)以三维动态图的形式表示出所述超声波探头的移动位置，所述空心车轴立体模拟图示(3)以三维图的形式表示出超声波探头移动过程中检测到的裂纹部位和裂纹大小。
2.根据权利要求1所述的空心车轴探伤三维可视化表示方法，其特征在于：所述三维动态图中的超声波探头发出的超声波束模型化。
3.根据权利要求2所述的空心车轴探伤三维可视化表示方法，其特征在于：所述脉冲反射探伤法包括以下步骤：a.超声波探头以螺旋式扫描空心车轴内部，且超声波探头在轴向上移动时，接收来自伤的反射回波；b.超声波探头定时将接收到的反射回波信号通过信号放大器发送给探伤处理器，探伤处理器分析处理反射回波；c.探伤处理器将处理后的结果通过AD转换器发送给控制计算机，控制计算机以平面动态图和三维动态图相结合的形式显示探伤结果。
4.根据权利要求3所述的空心车轴探伤三维可视化表示方法，其特征在于：所述探伤处理器具有专用探伤检测软件。
5.根据权利要求4所述的空心车轴探伤三维可视化表示方法，其特征在于：所述平面动态图的X轴表示被检测的空心车轴轴长，通过所述平面动态图得出超声波探头移动过程中距离轴端面的距离和裂纹部分距离轴端面的距离。
6.根据权利要求5所述的空心车轴探伤三维可视化表示方法，其特征在于：所述控制计算机还以A扫描显示法、B扫描显示法和C扫描显示法显示探伤结果。
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