CN108072698A - 一种水浸超声探伤系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水浸超声探伤系统及方法。系统包括：超声探头、超声处理模块、运动控制模块、运动执行机构、工控机、水箱。用于向被检测工件发射超声波发射信号和接收超声波回波信号；用于在工控机的控制下产生超声波发射信号，以及对回波信号进行处理输出检测回波信号给工控机；运动控制模块用于接收工控机的运动指令控制运动执行机构完成自动超声扫描运动轨迹。方法为：在工控机中设置超声波检测设置参数以及设置运动指令，并输出给运动控制模块、运动执行机构，实现自动超声扫描运动轨迹。本发明制作了专用的超声处理模块以提高超声信号处理速度，为超声探伤结果的准确性奠定了基础；本发明成功应用于航空复合材料饼盘件的无损检测，取得良好的应用效果。

Description

一种水浸超声探伤系统及方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体的说是一种水浸超声探伤系统及方法。

背景技术

无损检测技术被认为是现代工业的重要支柱，而超声波探伤是无损检测的主要手段之一，它是提高产品质量,促进技术进步不可缺少的手段。由于超声波探伤是利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响，非破坏性的探测材料内部和表面的缺陷情况，被广泛应用于机械制造、交通运输、国防、电力等各个领域。

水浸超声检测是将探头和试件全部或部分浸于水中，以水作为耦合剂，超声波通过水进入试件进行检测的技术。由于水中不存在剪切力，只有纵波能够在水中传播，但随着声束在试件表面入射角的不同，试块中同样可以产生纵波、横波、表面波、兰姆波等波形，从而实现不同波形的检测。近年来微电子学和计算机技术的飞速发展，为超声探伤技术提供了巨大的发展动力。早期的水浸超声探伤系统已不能适应探伤技术发展的需要，一些关键性的性能指标已满足不了实际探伤的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种水浸超声探伤系统及方法，可以实现对航空复合材料饼盘工件的无损检测。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种水浸超声探伤系统，包括：

超声探头，安装在A\B双摆头结构上，用于向被检测工件发射超声波发射信号和接收超声波回波信号；

超声处理模块，分别连接超声探头、工控机；用于在工控机的控制下产生超声波发射信号，并输出给超声探头；还用于对超声探头采集的超声波回波信号进行处理，并输出检测回波信号给工控机；

运动控制模块，分别连接运动执行机构、工控机；用于接收工控机的运动指令，并输出动作控制信号给运动执行机构；

运动执行机构，包括A\B双摆头结构、XYZ三轴线性模组、工作台，以及安装在上面的多台驱动电机；所述每台驱动电机均连接运动控制模块，用于接收各自的动作控制信号带动A\B双摆头结构、XYZ三轴线性模组、工作台运动，完成自动超声扫描运动轨迹；

工控机，分别连接超声处理模块、运动控制模块；用于输出超声波检测设置参数控制超声处理模块进行超声波发射信号、对超声波回波信号进行处理；还用于输出运动指令给运动控制模块；还用于根据接收的检测回波信号的波形定位工件的缺陷位置及缺陷大小；

水箱，用于提供运动执行机构执行超声扫描动作的空间，水箱中的水是超声波信号的载体。

所述工控机与超声处理模块、运动控制模块之间采用以太网接口进行连接，运动控制模块与运动执行机构的驱动电机之间采用RS232进行连接。

所述超声处理模块包括：

超声发射电路，用于在工控机的控制下产生高压触发尖脉冲激励超声探头发出超声波脉冲；

超声接收电路，包括依次连接的回波信号调制电路、信号采集电路；用于对接收超声回波信号进行信号调理、A/D采样，再将得到的检测回波信号输出给工控机。

所述回波信号调制电路包括：依次连接的限幅电路、前置放大电路、带通滤波电路、二级放大电路；

所述限幅电路，对采集的超声回波脉冲信号进行幅值限制，用于区分压电晶片电脉冲、缺陷电脉冲；所述压电晶片电脉冲因激励脉冲瞬间加在超声探头上而引起压电晶片产生的电脉冲；所述缺陷电脉冲为工件底面或内部缺陷反射的超声回波引起的电脉冲；

所述前置放大电路，用于放大限幅电路输出的超声回波脉冲信号；

所述带通滤波电路，用于对前置放大电路输出的超声回波脉冲信号去除噪声；

所述二级放大电路，用于对带通滤波电路输出的超声回波脉冲信号按照预设倍数进行放大。

所述信号采集电路包括：依次连接的差分变换电路、A/D转换电路、数据压缩电路、缓存器电路；

所述差分变换电路，用于抑制二级放大电路输出的超声回波脉冲信号的偶次谐波；

所述A/D转换电路，用于对差分变换电路输出的超声回波脉冲信号进行模数转换；

所述数据压缩电路，用于A/D转换电路输出的超声回波数字信号进行压缩；

所述缓存器电路，用于缓存数据压缩电路输出的超声回波数字信号，再输出给工控机。

所述运动控制模块通过内部的PID滤波器对运动控制指令规划的曲线进行平滑处理，并通过电机、编码器高速接口输出动作控制信号给运动执行机构。

所述运动控制模块能实现以下运动控制：点动、点到点定位、矢量定位、电子齿轮同步、电子凸轮、组合运动、样条曲线运动。

所述运动执行机构和工作台共同组成七轴机构，包括直线轴X\Y\Z\LP轴和旋转轴A\B\W轴；其中，X\Y\Z轴为XYZ三轴线性模组的几何轴，A\B轴为装夹超声探头的A\B双摆头结构的旋转轴，W轴为工作台旋转轴，LP轴为工作台升降轴；所述每个轴向的运动由其对应的驱动电机来控制。

所述工控机用于设置超声波检测设置参数并输出给超声处理模块、设置运动指令并输出给运动控制模块；所述超声波检测设置参数包括：超声发射参数设定、闸门校准、超声回波信号采集、小波去噪、波形显示、缺陷定位、TCG校准；所述运动指令包括：扫描路径规划、运动参数设定、运动安全性监测、手动/自动控制。

一种水浸超声探伤方法，包括以下步骤：

S1：在工控机中设置超声发射参数设定、闸门校准参数并输出给超声处理模块；超声处理模块通过内部的超声发射电路产生高压触发尖脉冲激励超声探头发出超声波脉冲；

S2：在工控机中设置超声回波信号采集、小波去噪、TCG校准参数并输出给超声处理模块；超声处理模块通过内部的超声接收电路对采集的超声回波信号进行限幅、放大、滤波、差分变换、A/D转换、数据压缩、缓存，输出检测回波信号给工控机；

S3：在工控机中设置扫描路径规划、运动参数设定、运动安全性监测、手动/自动控制参数并输出给运动控制模块；运动控制模块根据上述参数输出动作控制信号给运动执行机构的对应各个轴的驱动电机，从而实现A\B双摆头结构、XYZ三轴线性模组、工作台共同配合完成自动超声扫描运动轨迹；

S4：工控机对接收的检测回波信号进行波形显示、以及缺陷定位最终获取被测工件的缺陷信息，所述缺陷信息包括缺陷位置及缺陷大小。

本发明具有以下优点及有益效果：

1.本发明研制一种新型水浸超声探伤系统，对传统探伤仪中信号采样与压缩等功能设计成专用硬件模块，以提高系统响应速度。

2.本发明利用使用小波变换算法对采集的超声回波信号进行降噪处理，基于神经网络技术实现缺陷的定量分析。

3.本发明的探头装夹机构设计为轻便型A\B双摆头机构，可以方便地改变探头发射超声束的方向，从而很容易地实现斜射超声束检测，以及沿曲面或不规则表面进行扫查。

4.本发明的工作台设计为三爪卡盘机构，可以检测不同直径的被检测工件。

5.本发明提高国产水浸超声探伤系统的水平，改善缺陷检测的准确率和可靠性，实现超声检测的数字化、图像化、实时化、智能化。

附图说明

图1为本发明的系统的结构原理图；

图2为本发明的系统中的工控机软件结构图；

图3为本发明的系统中的方法流程图；

图4为本发明的系统中的超声处理模块电路结构原理图；

图5为本发明的系统中的运动执行机构示意图；

图6为本发明的系统中的A\B双摆头结构示意图；

图7为本发明的系统中的工作台结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种新型水浸超声探伤系统的方法与实现工艺，是在工控机平台上开发专用水浸超声操作软件，软件控制超声处理模块通过单晶纵波超声探头进行超声波发射与回波接收，并对接收到的回波进行滤波、小波降噪等处理。同时，软件还可以给运动控制模块发送运动指令，实现对7个运动轴的速度、位置的伺服控制，以满足不同型面工件的工艺检测需求。

本发明水浸超声探伤系统结构如图1所示，按模块方式可以划分为工控机主控部分、超声处理模块、运动控制模块、运动执行机构、超声探头、水箱、工作台等几个主要部分。

1、工控机部分

工控机作为系统主控部分，起到中央控制作用。工控机选用西门子SIMATICIPC547，是一款具有强大功能的机架式工业PC，两个19英寸显示器，酷睿i5-2400处理器，1TGB硬盘，4GB DDR3 1333SDRAM内存，Windows 7操作系统。近年来，西门子在工业PC的可靠性、创新性与耐用性方面不断确立世界标准，其极高的系统可用性能够满足高性能的应用。

工控机内置专用系统操作软件，软件在Micreosoft Visual Studio 2012平台上进行开发设计。Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序的集成开发环境，它是一个基本完整的开发工具集，包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代码管理工具、集成开发环境等。软件从功能上可分为两大部分：超声信号处理部分和运动控制部分，如图2所示。超声信号处理部分包含超声发射参数设定、闸门校准、超声回波信号采集、小波去噪、波形显示、缺陷定位、TCG校准等主要功能模块；运动控制部分主要包含扫描路径规划、运动参数设定、运动安全性监测、手动/自动控制等主要功能。

在执行探伤的时候，首先需要用户权限验证。操作者安全登陆后，系统进入监测模式，等待用户输入命令，这个命令可以是键盘鼠标命令，也可以是控制面板上发出的命令。此时，如果有扫查探伤任务，则需进行超声参数设置，包括探头参数、TCG校准、增益、超声功率、阈值等参数。接下来需要选择自动探伤模式还是手动探伤模式，如果手动模式，则可以直接进行探伤操作；如果自动探伤，则需要编制自动扫查路径轨迹程序，然后再执行探伤动作。每次探伤扫查任务结束后，都可以对扫查数据及图形进行管理、存储、打印等操作。

如图3所示，系统软件流程为：程序启动，用户登录，输入正确密码，启动系统监控，循环查看是否有扫查任务：若有扫查任务，则在工控机中设置超声检测参数，选择手动或自动检测：若手动检测，则执行扫查动作，保存数据，程序结束；若自动检测，则编制自动扫查运动轨迹，执行扫查动作，保存数据，程序结束。

2、超声处理模块

超声处理模块主要包括超声发射电路和超声接收电路。发射电路主要功能是激发超声波，它接收来自工控机发出的激励指令信号,产生一个高压触发尖脉冲施加在超声波传感器探头上，激发探头发出持续时间较短的超声波脉冲。本发明尖脉冲来激励超声探头。超声接收电路主要由回波信号调制电路和信号采集电路组成。该模块的主要功能接收来自探头采集到的被测工件的超声回波，经过信号放大和信号滤波的调制电路后，由采集电路将处理后的信号经过A/D采样后，发送给工控机进行处理。

回波信号调制电路包括限幅电路、前置放大电路、带通滤波电路、二级放大电路等组成。反射回波电脉冲分为两种：一种是因激励脉冲瞬间加在探头上而引起压电晶片产生的电脉冲，另一种是由工件底面或内部缺陷反射的超声回波而引起的电脉冲，幅值上两者也相差悬殊。为了保护放大电路工作器件的安全和检测的准确性，必须采用限幅电路。由于超声回波信号很微弱,所以在信号被采集之前,需要将信号放大。信号经放大后引入了多种频率成分的噪声，而真实回波信号的频率是与压电晶体发出超声波的频率是相一致的,为取得真实回波信号,须用带通滤波装置去掉噪声的大部分频率成分。该电路可调节系统放大电路的动态范围，这样就可根据不同类型的工件来选择合适的放大倍数。本发明采用全波采样法是以提取回波的整体信息为目的,采用高速刀转换芯片和大容量的高速存储器来采集和存储全部回波信息。信号采集电路组成部分包括差分变换电路、A/D转换电路、数据压缩电路、缓存器电路。该电路的功能就是实现将单端输入变成差分输出,使回波信号动态范围有效抑制偶次谐波对输入信号调理电路要求较低。该电路实现模拟输入信号转化为数字信号的输出。数据压缩技术是对射频信号高速采样后进行前置处理的重要环节，在将采样数据进行显示与存储之前，需要在保持超声回波信号的基本特征前提下对采样数据进行压缩。缓存器是实现高速数据采集系统的前提条件。

超声处理模块主要进行超声波束的发射与回波接收，它是进行超声检测的关键。超声处理模块激励探头发射超声波，同时将探头接收的超声波回波信号进行采集及小信号处理，通过工控机显示出来，从而观测被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息，用以检验和评价被检测试样的性能和质量。由于传统数字超声波探伤仪中波形刷新速度较慢、重复频率低的问题，本发明设计的超声处理模块，针对超声数据信号处理的特点，基于FPGA技术对A/D数据采集控制、数据压缩与处理、闸门与报警控制电路进行重新设计，通过实际应用验证，该模块提高了重复频率和显示刷新频率，进一步提高了系统的性能。

超声处理模块的电路基本结构如图4所示。基本功能主要包括超声波的发射、接受，和对接收到的超声回波信号进行采样、压缩、去噪等处理，采用DSP技术对界面回波和由缺陷引起的回波进行信号处理等。此外，还具有闸门控制、滤波器、计算机接口等功能。其主要组成部分有探头接口、尖脉冲产生器及阻尼电路、前置放大器、增益控制电路、A/D转换电路、报警及其它接口等。

前置放大器主要包括对射频信号的检波和前置滤波以及放大或衰减等。超声信号的显示可分为全波、正半周检波和负半周检波等几种形式。不检波时，显示屏直接显示超声回波的射频信号,射频全波显示能真实地反映超声波在介质中的传播情况，通过对缺陷回波的波形、相位进行分析,有利于判断缺陷的性质，检波后的视频放大显示以正向回波形式显示，波形简单，便于对缺陷回波的位置、大小进行判断，从而被大多数探伤仪所采用。

增益控制电路是超声波探伤仪的关键单元，增益控制电路包括放大器与衰减器两部分。超声波束中一般包含很多频率成分，脉宽越窄，所包含的谐波成分就越多，为使放大后脉冲信号不失真，要求放大器有足够的带宽。此外，在使用单探头时,发射和接收连接在一起，因此，将有几百伏的发射信号加到放大器的输入端，这使放大器在发射信号过后的一段时间内不能正常工作，引起输入信号的阻塞。

这在实际探伤中是不允许的。因此，在设计和检验放大器的性能时，必须把放大器的阻塞时间减小到探伤允许范围之内。此外，放大器应具有较大的动态范围。由于超声回波信号的变化幅度非常大，从1mV到1V，而且还有峰值电压为100到1000V的发射脉冲信号，所以要求放大器具有足够大的增益及线性连续可调范围。另外，放大器的信噪比也是影响仪器性能的关键。衰减器可以扩展增益控制范围，控制仪器的灵敏度，测量信号的相对高度，用以判断缺陷的大小，或测量材料的衰减等，因而对衰减器的要求也较严格。衰减器常采用Γ型和∏型电阻网络。在超声波探伤中，随着检测距离的增加，同一尺寸的缺陷回波高度很快减弱。如果材质的声衰减系数比较大时，回波信号幅度随距离减弱更快。这样使得不同深度同一尺寸的缺陷回波信号，在显示屏上显示的波高相差甚大。为了能清晰地显示较远处的回波信号，在增益控制电路增加深度补偿，即随着探测距离的增加而提高放大倍数使同一尺寸、不同深度的缺陷回波在显示屏上显示同一高度。

3、运动控制模块

运动控制模块是设备执行扫查运动的基础，主要实现多轴独立及插补联动运动控制功能。运动控制模块选用GALIL公司DMC2183独立型控制器，该控制器提供了强大的运动控制功能，具有更高的通信速度、非易失性存储器、更高的编码器反馈速度。该模块专为解决复杂运动问题而设计，能够在包括点动、点到点定位、矢量定位、电子齿轮同步、电子凸轮、组合运动、样条曲线运动的应用中使用。控制器通过对运动规划曲线的平滑处理以及加、减速过程的控制，可大大减小运动中对机械部分的冲击。为了对复杂轮廓平滑跟踪，DMC-2183还提供无限直线、圆弧线段的矢量进给。控制器的电子齿轮也提供了多主轴以及龙门模式的操作。DMC-2183电机指令使用16位D/A输出，PID滤波器具有速度/加速度前馈、积分限制。

4、运动执行机构

如图5所示为运动执行机构示意图，根据饼盘件的实际情况,研制了一套水浸超声探伤系统的自动执行机构，该机构主要包括XYZ三轴线性模组和AB双轴摆头、工作台。线性模组采用悬臂式结构，配合直流伺服电机驱动，完成在X\Y\Z方向上的独立运动以及插补运动。三轴的机械精度是保证设备检验精度及设备性能的基础，然而对于三轴运动平台具有非线性以及耦合性强的缺陷，多轴间相互配合就显得尤为重要。A\B双摆头上安装超声探头，可以自由调整探头姿态，利于复杂型面工件的探伤。本发明所设计的A\B双摆头结构如图6所示。

整套系统中，含有7个运动轴。其中摆头包含5个运动轴X、Y、Z、A、B，X、Y轴为水平面内互相垂直的两个轴，Z轴为竖直轴，A轴为绕X轴旋转的轴，B轴为绕Y轴旋转的轴；工作台包含2个轴W、LP，W轴为转台在水平面内的旋转轴，LP轴为工作台在竖直方向的升降轴。每个轴都按照控制过程流程进行，7个轴协同运动，完成整个超声水浸探伤的运动控制闭环控制。

运动控制机构主要由以下几部分组成：台体、驱动元件和测量元件。台体主要指机械部分，其中包括基座和轴框架。驱动元件带动机械结构进行运动，本系统的驱动部件为无刷直流伺服电机，它采用电子换向器开关电路和位置传感器代替电刷和换向器，最大的特点就是没有换向火花、无线电干扰、噪音等，低速性能好，运行可靠性高，维护方便。另外，测量系统也是保证系统控制性能的关键部件，测量元件的性能会直接影响到整个测角系统的分辨率、精度、工作稳定性。

5、超声探头

在超声波检测过程中，超声波的发射和接收是通过探头来实现的。探头的性能直接影响超声波的特性，影响超声波的检测性能。在超声检测中使用的探头，是利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器。探头中的关键部件是晶片，晶片是一个具有压电效应的单晶或者多晶体薄片，它的作用是将电能和声能互相转换。

超声波探伤中，由于被探工件的形状、材质、探伤目的、探伤条件不同，因而需要使用不同形式的探头。选择超声探头的基本原则是需要考虑超声探伤对象的形状、对超声波的衰减和技术要求，对超声波探头的选择主要包括探头形式、探头频率、探头晶片尺寸等。

本发明采用单晶纵波超声探头，装有一种在声学上与水相配的四分之一波长的层面。探头频率的选择需要综合考虑各方面因素，因为频率越高，探伤灵敏度和分辨率越高，波束指向性好，对探伤有利，但是频率高，近场区长，介质衰减大，对探伤不利，因此，一般来说，在满足探伤灵敏度要求的前提下，尽可能选取频率较低的探头。美国泛美公司提供完整系统的水浸超声探头，具有各种频率、尺寸及抗温性能，还可提供TP103认证。

6、水箱

水箱是水浸超声探伤设备进行工件探伤的工作环境，被测工件固定在水箱内部的工作台上，水箱内部装满纯净水作为超声波信号的耦合媒介，超声探头在水下执行探伤操作。

本发明的水箱采用广阔的透视窗口不锈钢结构，水箱主体由不锈钢骨架和加强筋结构组成，透视窗口选用高强度塑钢玻璃进行透视画设计，以方便操作者随时观察水箱内工件探伤及运动执行情况。

基于超声探伤工艺中水作为耦合剂的前提，要求水箱中水质必须纯净和恒温，因此，水箱需要配备水加热和水过滤系统。

7、工作台

工作台放置在水箱内部，起到固定被检测工件的作用。工作台的设计采用三爪卡盘结构，即利用均匀分布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位在工作台上。工作台主要组成部件包括卡盘、工作台旋转驱动机构、反馈元件组成。卡盘作为主体机械结构，又包括卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构。工作台主体材料为不锈钢，驱动电机及反馈元件需要做密封防水处理。工作台结构示意图如图7所示。

本发明一种新型水浸超声探伤系统经过对航空复合材料盘、轴类工件进行内部探伤实际应用验证，能够获得较高精度的缺陷辨识，具有高速回波处理速度，并且便于操作人员进行扫查路径规划。此外，专用的超声探伤系统软件能更便捷的进行扫描操作及缺陷定位，界面直观且易于操作。根据扫描图像，操作人员可以对被检测件的质量进行准确的判断，为饼盘件内部质量提供有力依据。

Claims (10)

1.一种水浸超声探伤系统，其特征在于，包括：

超声探头，安装在A\B双摆头结构上，用于向被检测工件发射超声波发射信号和接收超声波回波信号；

超声处理模块，分别连接超声探头、工控机；用于在工控机的控制下产生超声波发射信号，并输出给超声探头；还用于对超声探头采集的超声波回波信号进行处理，并输出检测回波信号给工控机；

运动控制模块，分别连接运动执行机构、工控机；用于接收工控机的运动指令，并输出动作控制信号给运动执行机构；

运动执行机构，包括A\B双摆头结构、XYZ三轴线性模组、工作台，以及安装在上面的多台驱动电机；所述每台驱动电机均连接运动控制模块，用于接收各自的动作控制信号带动A\B双摆头结构、XYZ三轴线性模组、工作台运动，完成自动超声扫描运动轨迹；

工控机，分别连接超声处理模块、运动控制模块；用于输出超声波检测设置参数控制超声处理模块进行超声波发射信号、对超声波回波信号进行处理；还用于输出运动指令给运动控制模块；还用于根据接收的检测回波信号的波形定位工件的缺陷位置及缺陷大小；

水箱，用于提供运动执行机构执行超声扫描动作的空间，水箱中的水是超声波信号的载体。

2.根据权利要求1所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述工控机与超声处理模块、运动控制模块之间采用以太网接口进行连接，运动控制模块与运动执行机构的驱动电机之间采用RS232进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述超声处理模块包括：

超声发射电路，用于在工控机的控制下产生高压触发尖脉冲激励超声探头发出超声波脉冲；

超声接收电路，包括依次连接的回波信号调制电路、信号采集电路；用于对接收超声回波信号进行信号调理、A/D采样，再将得到的检测回波信号输出给工控机。

4.根据权利要求3所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述回波信号调制电路包括：依次连接的限幅电路、前置放大电路、带通滤波电路、二级放大电路；

所述限幅电路，对采集的超声回波脉冲信号进行幅值限制，用于区分压电晶片电脉冲、缺陷电脉冲；所述压电晶片电脉冲因激励脉冲瞬间加在超声探头上而引起压电晶片产生的电脉冲；所述缺陷电脉冲为工件底面或内部缺陷反射的超声回波引起的电脉冲；

所述前置放大电路，用于放大限幅电路输出的超声回波脉冲信号；

所述带通滤波电路，用于对前置放大电路输出的超声回波脉冲信号去除噪声；

所述二级放大电路，用于对带通滤波电路输出的超声回波脉冲信号按照预设倍数进行放大。

5.根据权利要求3所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述信号采集电路包括：依次连接的差分变换电路、A/D转换电路、数据压缩电路、缓存器电路；

所述差分变换电路，用于抑制二级放大电路输出的超声回波脉冲信号的偶次谐波；

所述A/D转换电路，用于对差分变换电路输出的超声回波脉冲信号进行模数转换；

所述数据压缩电路，用于A/D转换电路输出的超声回波数字信号进行压缩；

所述缓存器电路，用于缓存数据压缩电路输出的超声回波数字信号，再输出给工控机。

6.根据权利要求1所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述运动控制模块通过内部的PID滤波器对运动控制指令规划的曲线进行平滑处理，并通过电机、编码器高速接口输出动作控制信号给运动执行机构。

7.根据权利要求6所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述运动控制模块能实现以下运动控制：点动、点到点定位、矢量定位、电子齿轮同步、电子凸轮、组合运动、样条曲线运动。

8.根据权利要求1所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述运动执行机构和工作台共同组成七轴机构，包括直线轴X\Y\Z\LP轴和旋转轴A\B\W轴；其中，X\Y\Z轴为XYZ三轴线性模组的几何轴，A\B轴为装夹超声探头的A\B双摆头结构的旋转轴，W轴为工作台旋转轴，LP轴为工作台升降轴；所述每个轴向的运动由其对应的驱动电机来控制。

9.根据权利要求1所述的一种水浸超声探伤系统，其特征在于，所述工控机用于设置超声波检测设置参数并输出给超声处理模块、设置运动指令并输出给运动控制模块；所述超声波检测设置参数包括：超声发射参数设定、闸门校准、超声回波信号采集、小波去噪、波形显示、缺陷定位、TCG校准；所述运动指令包括：扫描路径规划、运动参数设定、运动安全性监测、手动/自动控制。

10.一种水浸超声探伤方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在工控机中设置超声发射参数设定、闸门校准参数并输出给超声处理模块；超声处理模块通过内部的超声发射电路产生高压触发尖脉冲激励超声探头发出超声波脉冲；

S2：在工控机中设置超声回波信号采集、小波去噪、TCG校准参数并输出给超声处理模块；超声处理模块通过内部的超声接收电路对采集的超声回波信号进行限幅、放大、滤波、差分变换、A/D转换、数据压缩、缓存，输出检测回波信号给工控机；

S3：在工控机中设置扫描路径规划、运动参数设定、运动安全性监测、手动/自动控制参数并输出给运动控制模块；运动控制模块根据上述参数输出动作控制信号给运动执行机构的对应各个轴的驱动电机，从而实现A\B双摆头结构、XYZ三轴线性模组、工作台共同配合完成自动超声扫描运动轨迹；

S4：工控机对接收的检测回波信号进行波形显示、以及缺陷定位最终获取被测工件的缺陷信息，所述缺陷信息包括缺陷位置及缺陷大小。