CN109709210A - 一种超声波探伤探测方法及应用该方法的探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业检测技术领域，特别涉及一种超声波探伤探测方法及应用该方法的探伤装置，为解决现有技术中探伤操作步骤需要受人工资源影响较大容易造成工件测量偏差较大的问题，本发明包括：S1，在仪器主体内建立项目库，并设定当前项目库的峰值线；S2，在工件处建立探测边界；S3，将探头安装在无线连接于仪器主体的底座上，并将底座和探头放置于工件表面并使得探头抵接工件表面；S4，底座带动探头在探测边界内的工件表面上逐一移动扫描，实时的反馈波形存储于项目库中；S5，判断当前反馈波形是否与峰值线有交点，若有，仪器主体发出报警信息并通过底座在工件上标记当前位置，若没有，底座带动探头继续移动扫描。

Description

一种超声波探伤探测方法及应用该方法的探伤装置

技术领域

本发明涉及工业检测技术领域，特别涉及一种超声波探伤探测方法及应用该方法的探伤装置。

背景技术

超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器，它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、疏松、气孔、夹杂等）的检测、定位、评估和诊断。超声波探伤仪既可以用于实验室，也可以用于工程现场。其中，超声波探伤仪广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。

超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测。数字式超声波探伤仪通常是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部的信息并经过处理形成图像，超声波探伤仪最多的是通过反射法来获取物体内部的特性信息。

公告号为CN204928822U的中国专利公开了一种超声波无线蓝牙探头，采用无线蓝牙传输脉冲信号，可以避免各种因素造成的连接线断裂或接触不良等现象的发生，检测工作中也不会受连接线长短或障碍物的影响，可以提高工作效率。

在整个工件的探伤过程中，需要检测人员手持探头在工件表面逐一扫描，并实时观察仪器主体上的实时波形变化，从而判断工件是否存在异常。这种探伤操作步骤需要受人工资源影响较大，容易造成工件测量偏差较大。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种超声波探伤探测方法，提高探伤过程准确性和简便性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种超声波探伤探测方法，包括：

S1，在仪器主体内建立项目库，并设定当前项目库的峰值线；

S2，在工件处建立探测边界；

S3，将探头安装在无线连接于仪器主体的底座上，并将底座和探头放置于工件表面并使得探头抵接工件表面；

S4，底座带动探头在探测边界内的工件表面上逐一移动扫描，实时的反馈波形存储于项目库中；

S5，判断当前反馈波形是否与峰值线有交点，若有，仪器主体发出报警信息并通过底座在工件上标记当前位置，若没有，底座带动探头继续移动扫描。

通过上述技术方案，在进行对工件的探伤工作前，在仪器主体处先进行对应项目库的建立，并设定该项目库中的峰值线，峰值线提供一个波形的检测基准，也为仪器主体以及底座发射报警信息以及标记当前位置的触发条件，在仪器主体处的初步设定完成后，在工件处圈定探测边界，并将探头安装于底座上后，对探头的位置进行查看，使得探头抵接于工件表面，完成前期的各项准备工作以及设定工作后，通过底座带动探头在探测边界内的工件表面进行移动扫描，探头发射超声波后接收到的反馈波形对应存储于对应的项目库中，完成该工件检测的数据记录以及管理，且接收到反馈波形后，判断反馈波形与峰值线是否有交点，若有交点的话，表面该波形处的工件内部存在异常情况，此时，通过仪器主体发出报警信息引起检测人员的注意，并同时通过底座对工件进行标记，便于后续对工件的进一步测定和修补，在对工件的整个探伤过程中，只需前期对仪器的简单设定，无需检测人员实时控制，提高探伤过程的便捷性，并使得底座根据设定的轨迹进行行进，提高对工件的检测全面性和准确性。

本发明进一步设置为：在仪器主体内建立项目库后，建立项目库内生成轨迹地图，底座的移动轨迹记录于轨迹地图上，并记录探头接收到返回的超声波时在轨迹地图上的坐标点，并与当前坐标收到的实时波形进行匹配，当点击轨迹地图上的坐标点时，显示该点的坐标以及反馈波形。

通过上述技术方案，通过将反馈波形与轨迹地图上的标记点进行结合，便于数据的追溯和调取，简化重复测量确定伤痕位置的步骤。

本发明进一步设置为：在底座带动探头在探测边界内的工件表面上逐一移动扫描中，底座为配合探头收发超声波发射周期的间歇性运动。

通过上述技术方案，通过控制底座做周期性的间歇运动，提高探头在收发超声波后对工件表面定点位置的测量准确性，且由于超声波在传递过程中具有一定的扩散效果，故间歇性运动的底座和探头不会影响对工件的全面检测。

本发明进一步设置为：当探头接收到反馈波形时触发底座继续行进。

通过上述技术方案，根据不同传播介质的时间差，对单次底座的停滞时间进行控制，从而进一步提高探头接收反馈波的准确性，且根据不同介质进行适配调节，具有较高的适应性和智能程度。

本发明进一步设置为：底座带动探头在探测边界内的工件表面上自其中一个相邻边界交点开始沿其中一个边界线直线运动并触碰到下一边界后做“弓”型轨迹折返。

通过上述技术方案，通过“弓”字形路线实现对工件表面的衔接性全面检测，路线流畅且减少频繁转动造成的移动效率较低的问题。

本发明进一步设置为：在仪器主体内建立项目库时，同步当前时间点，并以当前时间点作为项目库的名称。

通过上述技术方案，通过以当前时间作为项目库的名称便于后续数据的整理以及追溯，提高数据整合的便利性。

本发明的第二个目的是提供一种超声波探伤装置，提高探伤过程准确性和简便性。

一种超声波探伤装置，包括底座、安装于底座上且抵接于工件表面的探头、围绕工件表面用于圈定探测边界的边界板、以及通过蓝牙通讯连接于探头的仪器主体；

所述底座包括：

支架，探头安装于支架上；

控制器，安装于支架上；

运动轮组，连接于控制器，用于带动支架和探头移动；

驱动机构，连接于控制器，用于驱动运动轮组按照定位导航模块输出的定位轨迹信息移动；

触边传感器，安装于支架上并连接于控制器，用于检测支架是否触碰边界板，并将触碰信息传输到定位导航模块；

定位导航模块，连接于控制器，用于接收触边传感器的信息并进行处理后输出定位轨迹移动信息。

通过上述技术方案，驱动机构带动运动轮组底座带动探头在工件表面的移动，且在移动过程中，通过触边传感器对底座移动方向上是否触发边界板进行检测，并当检测到底座触发边界板时，控制器和定位导航模块控制驱动机构动作从而带动运动轮组转向实现底座移动轨迹的切换。

本发明进一步设置为：所述支架上安装有用于存储标记溶液的储液瓶，所述储液瓶上连接有按压式喷头，所述支架上安装有连接于控制器并触发按压式喷头的按压机构。

通过上述技术方案，在探头对工件的检测过程中，当反馈波形与峰值线之间出现交点时，通过控制器控制按压机构动作，使得按压式喷头将储液瓶内的标记溶液喷洒于工件表面实现定点标记。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过底座带动探头在工件上的移动，实现对工件表面的自动化扫描探测，并在探测过程中对反馈波形进行实时记录，同时结合轨迹地图内的坐标点，实现反馈波形与工件位置的匹配标记，便于后续的数据整理及追溯；

且在探测过程中对反馈波形异常的位置进行标记并发出提示信号引起测量人员的注意，进一步提高探伤过程准确性和简便性。

附图说明

图1是一种超声波探伤探测方法的框图；

图2是一种超声波探伤装置的正视图；

图3是一种超声波探伤装置的局部剖视图。

附图标记：1、底座；2、探头；3、仪器主体；4、支架；5、转动轮；6、驱动机构；7、触边传感器；8、储液瓶；9、按压式喷头；10、按压机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种超声波探伤探测方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1，在仪器主体3内建立项目库，并设定当前项目库的峰值线；

S2，在工件处建立探测边界；

S3，将探头2安装在无线连接于仪器主体3的底座1上，并将底座1和探头2放置于工件表面并使得探头2抵接工件表面；

S4，底座1带动探头2在探测边界内的工件表面上逐一移动扫描，实时的反馈波形存储于项目库中；

S5，判断当前反馈波形是否与峰值线有交点，若有，仪器主体3发出报警信息并通过底座1在工件上标记当前位置，若没有，底座1带动探头2继续移动扫描。

根据步骤S1~S5所限定的技术方案，在进行对工件的探伤工作前，在仪器主体3处先进行对应项目库的建立，实现单次检测过程与对应项目库的匹配。

而在建立项目库时，仪器主体3获取当前的时间点，并将当前时间点转化为文本的形式生成当前项目库的名称，如此则便于后续项目库中的数据及波形的整理和归集。

完成项目库的简历后，设定该项目库中预输入数据的峰值线，通常，峰值线的建立需参照特定检测工件的材质情况，峰值线为的是提供一个波形的检测基准，即峰值线以下的波形表明工件完好，若超过峰值线，表明工件出现裂痕、未焊透等缺陷或是杂波干扰。同时，波峰线也为仪器主体3以及底座1发射报警信息以及标记当前位置的触发条件。

在仪器主体3处的初步设定完成后，在工件处圈定探测边界，即单次项目库针对工件特定区域的数据存储范围，同时将探头2安装于底座1上后放置于工件上，并在此对探头2的位置进行查看，使得探头2抵接于工件表面。

完成前期的各项准备工作以及设定工作后，通过底座1带动探头2在探测边界内的工件表面进行移动扫描。本实施例中，工件的表面为平面，表面为曲面的工件不适用本方法。

在进行工件的运动过程中，将底座1放置于边界线的相邻边界交点，并且使得底座1带动探头2开始沿其中一个边界线做直线运动并触碰到下一边界后做“弓”型轨迹折返。

且在仪器主体3内建立项目库后，项目库内自动生成建立项目库内生成轨迹地图，底座1的移动轨迹记录于轨迹地图上，且在底座1带动探头2在探测边界内的工件表面上逐一移动扫描中，底座1为配合探头2收发超声波发射周期的间歇性运动，同时记录探头2接收到返回的超声波时在轨迹地图上的坐标点，并与当前坐标收到的实时波形进行匹配，当探头2接收到反馈波形时触发底座1继续行进，根据不同传播介质的时间差，对单次底座1的停滞时间进行控制。

通过控制底座1做周期性的间歇运动，提高探头2在收发超声波后对工件表面定点位置的测量准确性，且由于超声波在传递过程中具有一定的扩散效果，故间歇性运动的底座1和探头2不会影响对工件的全面检测。

而探头2发射超声波后接收到的反馈波形时对应存储于对应的项目库中，完成该工件检测的数据记录以及管理，且对应接收到反馈波形的坐标点，便于后续工件测量的追溯，无需反复进行检测，提高检测效率。

而仪器主体3接收到探头2通过无线蓝牙传输的反馈波后，判断反馈波形与峰值线是否有交点，若有交点的话，表面该波形处的工件内部存在异常情况，此时，通过仪器主体3发出报警信息引起检测人员的注意，并同时通过底座1对工件进行标记，便于后续对工件的进一步测定和修补。

在对工件的整个探伤过程中，只需前期对仪器的简单设定，无需检测人员实时控制，提高探伤过程的便捷性，并使得底座1根据设定的轨迹进行行进，提高对工件的检测全面性和准确性。

实施例2：

一种超声波探伤装置，基于实施例1的一种超声波探伤探测方法，如图2所示，包括底座1、安装于底座1上且抵接于工件表面的探头2、围绕工件表面用于圈定探测边界的边界板、以及通过蓝牙通讯连接于探头2的仪器主体3。

边界板底部设置有粘胶，边界板通过粘胶粘贴于工件表面，从而便于边界板的固定和拆卸。

底座1包括：

支架4，设置为圆柱形，探头2安装于支架4下表面上，且抵接于工件上表面；

控制器，安装于支架4内；

运动轮组，连接于控制器，用于带动支架4和探头2移动，包括三个安装于支架4上的转动轮5，且在支架4的移动方向的前方设置为一个，支架4的移动方向后方对称设置有两个；

驱动机构6，连接于控制器，用于驱动支架4移动方向前方的转动轮5按照定位导航模块输出的定位轨迹信息移动；

触边传感器7，安装于支架4侧壁上并连接于控制器，用于检测支架4是否触碰边界板，并将触碰信息传输到定位导航模块；

定位导航模块，连接于控制器，用于接收触边传感器7的信息并进行处理后输出定位轨迹移动信息。

驱动机构6带动运动轮组底座1带动探头2在工件表面的移动，且在移动过程中，通过触边传感器7对底座1移动方向上是否触发边界板进行检测，并当检测到底座1触发边界板时，控制器和定位导航模块控制驱动机构6动作从而带动运动轮组转向90°，并移动一段时间后，朝相同转向再次转动90°，实现底座1移动轨迹的切换。

而在底座1放置于工件表面进行首次转动方向的判断时，先进行顺时针转动，若顺时针转动流畅，则转动90°，并移动一段时间后，朝相同转向再次转动90°，而后再碰到边界板时，驱动机构6带动转动轮5组逆时针转动90°，并移动一段时间后，朝相同转向再次转动90°，如此交替；

若在底座1放置于工件表面进行首次转动方向的判断时，先进行顺时针转动，若顺时针转动无法继续行进，则逆时针转动90°，并移动一段时间后，继续逆时针转动90°，而后再碰到边界板时，驱动机构6带动转动轮5组顺时针转动90°，并移动一段时间后，朝相同转向再次转动90°，如此交替。

如图3所示，且为便于实现对工件上的标记，支架4上固定连接有用于存储标记溶液的储液瓶8，本实施例中，标记溶液可选用稀释油漆，储液瓶8上螺纹连接有按压式喷头9，按压式喷头9的出液方向朝向工件，且支架4上安装有连接于控制器并触发按压式喷头9的按压机构10。

按压机构10选用电动缸，本实施例中电动缸选用SDG32系列微型电动缸，电动缸的输出轴正对按压式喷头9。

在探头2对工件的检测过程中，当反馈波形与峰值线之间出现交点时，通过控制器控制按压机构10动作，使得按压式喷头9将储液瓶8内的标记溶液喷洒于工件表面实现定点标记。

支架4上安装有蓄电池，用于对探头2、驱动机构6、以及按压机构10等模块供电。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种超声波探伤探测方法，其特征在于，包括：

S1，在仪器主体(3)内建立项目库，并设定当前项目库的峰值线；

S2，在工件处建立探测边界；

S3，将探头(2)安装在无线连接于仪器主体(3)的底座(1)上，并将底座(1)和探头(2)放置于工件表面并使得探头(2)抵接工件表面；

S4，底座(1)带动探头(2)在探测边界内的工件表面上逐一移动扫描，实时的反馈波形存储于项目库中；

S5，判断当前反馈波形是否与峰值线有交点，若有，仪器主体(3)发出报警信息并通过底座(1)在工件上标记当前位置，若没有，底座(1)带动探头(2)继续移动扫描。

2.根据权利要求1所述的一种超声波探伤探测方法，其特征在于：在仪器主体(3)内建立项目库后，建立项目库内生成轨迹地图，底座(1)的移动轨迹记录于轨迹地图上，并记录探头(2)接收到返回的超声波时在轨迹地图上的坐标点，并与当前坐标收到的实时波形进行匹配，当点击轨迹地图上的坐标点时，显示该点的坐标以及反馈波形。

3.根据权利要求1所述的一种超声波探伤探测方法，其特征在于：在底座(1)带动探头(2)在探测边界内的工件表面上逐一移动扫描中，底座(1)为配合探头(2)收发超声波发射周期的间歇性运动。

4.根据权利要求3所述的一种超声波探伤探测方法，其特征在于：当探头(2)接收到反馈波形时触发底座(1)继续行进。

5.根据权利要求1所述的一种超声波探伤探测方法，其特征在于：底座(1)带动探头(2)在探测边界内的工件表面上自其中一个相邻边界交点开始沿其中一个边界线直线运动并触碰到下一边界后做“弓”型轨迹折返。

6.根据权利要求1所述的一种超声波探伤探测方法，其特征在于：在仪器主体(3)内建立项目库时，同步当前时间点，并以当前时间点作为项目库的名称。

7.一种超声波探伤装置，其特征在于：包括底座(1)、安装于底座(1)上且抵接于工件表面的探头(2)、围绕工件表面用于圈定探测边界的边界板、以及通过蓝牙通讯连接于探头(2)的仪器主体(3)；

所述底座(1)包括：

支架(4)，探头(2)安装于支架(4)上；

控制器，安装于支架(4)上；

运动轮组，连接于控制器，用于带动支架(4)和探头(2)移动；

驱动机构(6)，连接于控制器，用于驱动运动轮组按照定位导航模块输出的定位轨迹信息移动；

触边传感器(7)，安装于支架(4)上并连接于控制器，用于检测支架(4)是否触碰边界板，并将触碰信息传输到定位导航模块；

定位导航模块，连接于控制器，用于接收触边传感器(7)的信息并进行处理后输出定位轨迹移动信息。

8.根据权利要求7所述的一种超声波探伤探测方法，其特征在于：所述支架(4)上安装有用于存储标记溶液的储液瓶(8)，所述储液瓶(8)上连接有按压式喷头(9)，所述支架(4)上安装有连接于控制器并触发按压式喷头(9)的按压机构(10)。