CN109946381A - 一种检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种检测方法及装置，用于解决现有技术中存在的对风机主轴进行无损探伤检测时，拆卸费时、费力且成本高的问题。本申请实施例首先采用超声波对被检轴进行检测得到检测超声波能量谱，再将所述检测超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，如果比对结果在预设范围内，则确定通过，否则确定该被检轴存在缺陷。由于采用超声波对被检轴进行检测，并根据检测结果与对应的预设轴信息及其标准轴脉冲时域数据进行比对的比对结果确定被检轴是否存在缺陷，从而在对风机主轴进行无损探伤检测时，无需拆卸风机主轴，进而能够降低检测成本，提高检测效率。

Description

一种检测方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种检测方法及装置。

背景技术

风能是一种具有高效、清洁、安全和可持续等特点的绿色能源，它的研究及发展受到了各国家的重视。风力发电是风能利用的主要方式，而风电风机中的风机主轴轴承是关键部件之一，主要支撑着桨叶、轮毂以及其附属部件的质量而且位置较高，其故障的发生会直接导致整体风机损坏甚至倒塌。其中，风机主轴主要出现的故障为疲劳剥落、磨损、擦伤、压痕、腐蚀以及断裂等等。因此，对于风机主轴的无损探伤十分重要。

传统的风机主轴检测方法一般是通过对风机进行主轴的拆卸，然后在进行相关的检测。此方法虽然能够有效进行整体检测，缺陷的检测率较高，但是对主轴的拆卸既费时又费力，拆卸所需成本较高，而且对于拆卸困难的风机无法实现整机检测。

因此，现有技术对风机主轴进行无损探伤检测时，拆卸费时、费力且成本高。

发明内容

本发明提供一种检测方法，用以解决现有技术中存在的对风机主轴进行无损探伤检测时，拆卸费时、费力且成本高的问题。

第一方面，本发明实施例提供的一种检测方法，包括：

采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱；

将所述超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，若比对结果在预设范围内，则确定通过；否则确定所述被检轴存在缺陷。

上述方法，采用超声波对被检轴进行检测得到检测超声波能量谱，再将所述检测超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，如果比对结果在预设范围内，则确定通过，否则确定该被检轴存在缺陷。由于采用超声波对被检轴进行检测，并根据检测结果与对应的预设轴信息及其标准轴脉冲时域数据进行比对的比对结果确定被检轴是否存在缺陷，从而在对风机主轴进行无损探伤检测时，无需拆卸风机主轴，进而能够降低检测成本，提高检测效率。

在一种可能的实现方式中，所述预设范围的设置为排除加工工艺造成的离散数据类型。

上述方法，由于被检轴可能会存在键槽、变径等问题，所以在确定被检轴是否存在缺陷时，要排除键槽、变径等问题。

在一种可能的实现方式中，所述采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱，包括：

将所述标准轴的检测区域划分为N个检测单元区域；

采用所述超声波对所述N个检测单元区域进行检测，得到N个检测脉冲时域数据；

所述N个检测脉冲时域数据组成所述检测超声波能量谱。

上述方法，将检测区域划分为N个检测单元区域，从而能够精确的确定被检轴的缺陷。

在一种可能的实现方式中，所述确定所述被检测轴存在缺陷后，还包括：

根据所述缺陷对应的所述脉冲时域数据，以及脉冲时域数据与缺陷类型的对应关系，确定所述被检轴存在的缺陷类型。

上述方法，在确定了被检轴存在缺陷后，可以进一步确定缺陷对应的缺陷类型，从而能够更好的对被检轴的缺陷进行修复。

在一种可能的实现方式中，所述将所述标准轴的检测区域划分为N个检测单元区域，包括：

将所述标准轴的检测区域进行横向和纵向的网格划分，得到N个检测单元区域。

上述方法，对检测区域进行横向和纵向的网格划分，从而能够实现整个区域的离散化检测。

在一种可能的实现方式中，所述超声波频率范围为4MHz~5MHz或0.5MHz~2MHz。

上述方法，可以根据标准轴和被检轴的材料，选用频率不同的超声波，从而使检测更准确。

在一种可能的实现方式中，所述采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱之前，还包括：

确认所述被检轴的检测区域无影响信号采集和/或影响声学传播特性的异物。

上述方法，为了使得到的超声波检测谱更准确，在检测之前需要确定被检轴的检测区域无影响信号采集和/或影响声学传播特性的异物。

第二方面，本发明实施例提供的一种检测装置，该装置包括：

检测模块：用于采用超声波对标准轴的检测区域进行检测得到的标准值；

检测值检测模块：用于采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱；

比对模块：用于将所述超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，若比对结果在预设范围内，则确定通过；否则确定所述被检轴存在缺陷。

第三方面，本发明实施例提供的一种检测装置，该装置包括：至少一个处理单元及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行第一方面任一所述方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。

另外，第二方面至第四方面中任一一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种检测方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的以风机主轴为例超声波传播的示意图；

图3为本申请实施例提供的对检测区域进行网格划分的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的被检轴的超声波能量谱示意图；

图5为本申请实施例提供的针对超声波能量集中区域的纵向脉冲时域数数据示意图；

图6为本申请实施例提供的一种检测方法的完整流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种检测装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，随着科学技术的进步，风力发电越来越普遍。在风力发电时，风机中的风机主轴起着关键的作用，长期使用，风机主轴会出现疲劳剥落、磨损、擦伤、压痕、腐蚀以及断裂等故障，所以对于风机主轴需要定期进行检测。

为了节约成本，提高检测效率，本申请提供了一种在不拆卸风机主轴的情况下，对风机主轴进行无损探伤检测的方法。

下面结合说明书附图对本申请实施例做进一步详细描述。

本申请实施例提供的一种检测方法100，如图1所示，具体包括以下步骤：

S101，采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱。

S102，将所述超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，若比对结果在预设范围内，则确定通过；否则确定所述被检轴存在缺陷。

本申请实施例首先采用超声波对被检轴进行检测得到检测超声波能量谱，再将所述检测超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，如果比对结果在预设范围内，则确定通过，否则确定该被检轴存在缺陷。由于采用超声波对被检轴进行检测，并根据检测结果与对应的预设轴信息及其标准轴脉冲时域数据进行比对的比对结果确定被检轴是否存在缺陷，，从而在对风机主轴进行无损探伤检测时，无需拆卸风机主轴，进而能够降低检测成本，提高检测效率。

这里的预设轴信息和标准轴检测脉冲时域数据可以预先设置，预设轴信息比如可以为轴的长度信息、键槽信息、变径信息等。标准轴可以为与被检轴相同的轴，以风机主轴为例，被检轴可以理解为正在使用的风机主轴，标准轴可以理解为和正在使用的风机主轴相同的风机主轴，不同的是，标准轴是一个未使用过的风机主轴，而被检轴是一个正在使用的风机主轴，由于在使用过程中可能会导致风机主轴有损坏，所以需要对被检轴进行无损探伤检测。

标准轴脉冲时域数据是对标准轴采用超声波进行检测后得到的，在对标准轴采用超声波进行检测时，标准的检测区域可以为标准轴的轴向面，如图2所示，1为能够发出超声波的超声探头，2为风机主轴，3为超声波传播路径，4为风机主轴轴向面。超声探头1在风机主轴2的轴向面4发出超声波后，超声波沿着超声波的传播路径进行传播后，在轴向面4会返回超声回波。

这里需要说明的是，在对标准轴进行检测之前，可以先确认标准轴的检测区域无影响信号采集和/或影响声学传播特性的异物，如果有异物存在，可能使得标准轴脉冲会与数据不准确，从而使检测效果差，所以有异物存在时，需要对异物进行清理之后再对被检轴的检测区域进行检测。

具体的，在对检测区域表面进行处理后，还可以在其表面添加耦合剂，使检测区域表面不存在影响信号采集和/或影响声学传播特性的异物。

确定被检轴检测区域无异物后，还可以根据标准轴的材质确定超声波频率。

在一种具体的实施方式中，如果标准轴的材料为晶粒细密材料时，超声波频率可以选用4 MHz ~5MHz；如果标准轴的材料为晶粒粗糙材料时，超声波频率可以选用0.5MHz ~2MHz。

确定了超声波频率后，还可以根据超声探头的大小对被检轴的检测区域划分检测区域，下面进行举例说明。

示例性的，将1.5MW的风机主轴的端面作为检测区域，该检测区域的面积为0.28m²，直径为0.6m，材料为45#钢，因此根据尺寸大小及材料，可以选用频率为2MHz，直径大小为40mm的超声探头进行超声波检测。由于选取的超声探头为40mm，所以在标准轴和被检轴的检测区域进行网格划分时，采用40mm为间隔的横向以及纵向直线进行划分，可以参见图3所示。

对标准轴的检测区域进行网格划分后，对标准轴进行超声波检测，下面进行说明。

对标准轴进行超声波检测，首先进行超声信号底波的校正，以确保能有效检测到底波信号，需要说明的是，校验的每个点必须相差120°，波高在显示屏有效分为内80%；然后针对划分的每个网格，也就是每个小的检测区域，利用超声脉冲回波法进行超声信号的测量，并保存每个网格的标准脉冲时域数据，每个网格的标准脉冲时域数据测量完并保存后，提高检测灵敏度20dB后进行进一步的检测，得到每个网格的标准脉冲时域数据后，将最后一次得到的每个网格的检测脉冲时域数据作为标准轴的最终的检测脉冲时域数据。

上述确定了超声波探头，也就是确定了超声波。

对标准轴的检测区域进行网格划分后，可以将被检轴的检测区域划分相同的网格，然后采用相同的超声波对每个网格进行超声波检测。

采用超声波对被检轴的每个网格进行超声波检测，得到每个网格的检测脉冲时域数据，每个网格的检测脉冲时域数据组成检测超声波能量谱。

在具体实施中，检测人员可以根据检测超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及标准轴检测脉冲时域数据进行比对，如果比对结果在预设范围内，则确定通过，也就是不为缺陷，如果比对结果不在预设范围内，则确定该被检轴存在缺陷。

可以参见图4所示的轴向数据，图4为被检轴的检测超声波能量谱。根据图4的轴向数据，可以看出在图4的右下角出现了能量集中的情况，对于能量集中的区域，检测人员可以挨个进行确认，也就是将能量集中的区域对应的脉冲时域数据与对应的预设标准轴信息及标准轴检测脉冲时域数据进行比对，如果比对结果在预设范围内，则确定该检测区域对应的位置处不存在缺陷，否则可以判断被测轴存在缺陷，并且在区域内超声波能量集中的大小，将直接显示被检轴存在缺陷的整体大小。

确定了被检轴存在缺陷后，可以分析图4中的超声波能量集中的区域，从而确定被检轴存在缺陷的位置。

具体的，针对图4的超声波能量集中区域进行纵向的脉冲时域数据超声信号分析，得到图5所示的纵向脉冲时域数据，根据超声信号的大小分析，可以确定在被检轴的中部出现超声波信号的波动，由此确定在此位置处存在缺陷情况。

为了便于理解，下面举一个具体的实施例。

如图6所示，为本申请实施例提供的一种检测方法600的完整流程图。

S601，将现场在役的风电主轴作为被检轴，选取与被检轴一致的原始轴作为标准轴；

S602，根据风电主轴端面的有效工作面对超声波直探头尺寸和频率进行选取；

S603，根据选用的探头尺寸大小，对标准轴和被检轴端面探测区域的有效工作面进行划分；

S604，针对标准轴所划分的探测区域，采用超声脉冲回波法对标准轴进行检测，并记录标准轴的轴向面超声波能量谱和该标准轴个检测区域的脉冲时域数据作为标准值；

S605，针对被检轴所划分的探测区域，采用超声脉冲回波法对被检轴进行检测，并记录被检轴的轴向面超声波能量谱和该标准轴个检测区域的脉冲时域数据作为检测值；

S606，通过被检轴和标准轴的能量谱对比，进而观察被检轴轴向面的超声信号能量集中情况，对被检测轴进行初步分析评定；

这里需要说明一下对比分析：标准轴和被测轴同时都有的能量集中处，结合预设的轴信息，如可以判断为是轴本身加工工艺造成的信号，如键槽、变径等造成的信号，则不列为缺陷信号；如果被测轴某处具有能量集中现象，如图4，而标准轴相同位置不具备能量集中，则判断为缺陷信号。

S607，找出上述超声信号能量集中的检测区域所对应的脉冲时域信号，并通过对该脉冲时域信号分析，评定缺陷类型，找出缺陷位置。

找到判断为缺陷的能量集中区域，分析其脉冲时域信号，如图5，评定缺陷。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种检测装置，由于该装置对应的方法是本申请实施例一种检验方法，并且该装置解决问题的原理与该方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图7所示，本申请实施例提供一种检测装置，该装置包括：

检测模块700：用于采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱；

比对模块701：用于将所述超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，若比对结果在预设范围内，则确定通过；否则确定所述被检轴存在缺陷。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种检测装置，由于该装置对应的方法是本申请实施例一种检验方法，并且该装置解决问题的原理与该方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图8所示，本申请实施例提供一种检测装置，该装置包括：至少一个处理单元800及至少一个存储单元801，其中，所述存储单元801存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理单元800执行时，使得所述处理单元800执行下列过程：

采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱；

将所述超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及标准轴检测脉冲时域数据进行比对，若比对结果在预设范围内，则确定通过；否则确定所述被检轴存在缺陷。

本发明实施例还提供一种进行同步的进行检测的可读存储介质，包括程序代码，当所述程序代码在计算设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算设备执行检测的方法的步骤。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置（系统）和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件（包括固件、驻留软件、微码等）来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种检测方法，其特征在于，该方法包括：

采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱；

将所述超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及标准轴检测脉冲时域数据进行比对，若比对结果在预设范围内，则确定通过；否则确定所述被检轴存在缺陷。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设范围的设置为排除加工工艺造成的离散数据类型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱，包括：

将所述标准轴的检测区域划分为N个检测单元区域；

采用所述超声波对所述N个检测单元区域进行检测，得到N个检测脉冲时域数据；

所述N个检测脉冲时域数据组成所述检测超声波能量谱。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述被检测轴存在缺陷后，还包括：

根据所述缺陷对应的所述脉冲时域数据，以及脉冲时域数据与缺陷类型的对应关系，确定所述被检轴存在的缺陷类型。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述标准轴的检测区域划分为N个检测单元区域，包括：

将所述标准轴的检测区域进行横向和纵向的网格划分，得到N个检测单元区域。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声波频率范围为4MHz~5MHz或0.5MHz~2MHz。

7.如权利要求1~6任一所述的方法，其特征在于，所述采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱之前，还包括：

确认所述被检轴的检测区域无影响信号采集和/或影响声学传播特性的异物。

8.一种检测装置，其特征在于，该装置包括：

检测模块：用于采用超声波对被检轴的检测区域进行检测得到检测超声波能量谱；

比对模块：用于将所述超声波能量谱中能量集中的位置对应的脉冲时域数据与对应的预设轴信息及其标准轴检测脉冲时域数据进行比对，若比对结果在预设范围内，则确定通过；否则确定所述被检轴存在缺陷。

9.一种检测装置，其特征在于，该装置包括：至少一个处理单元及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行权利要求1~7任一所述方法的步骤。

10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1~7任一所述方法的步骤。