CN110568077A - 一种机械零部件缺陷的检测分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械零部件缺陷的检测分析方法，具体涉及机械零部件缺陷检测技术领域，包括S1、机械零部件探测面修整；S2、准备测试设备；S3、设备连接；S4、涂抹耦合剂；S5、超声笔移动；S6、超声检测。本发明通过采用超声在零件中传输时遇到缺陷等不连续结构便会产生干涉或聚焦现象进而形成由声波形成的声像，然后将声像转换为电子图像，直接反应出机械零部件的内部结构，获得直观的检测结果，方便对机械零部件内部的缺陷进行直观的分析，具有较高的可靠性和稳定性，同时这种方法不对机械零部件本身造成损伤，检测成本相对较低，检测速度也更快，使用比较方便。
Description
技术领域
本发明涉及机械零部件缺陷检测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种机械零部件缺陷的检测分析方法。
背景技术
在机械零部件加工生产过程中，经常需要对其进行检测、测量，因为机械零部件多是用于承担一定压力或者进行大量的往复运动， 因此一旦生产的机械零部件出现异常，则有可能导致整个系统崩溃，甚至造成灾难性的后果，对于机械零部件检测，目前传统的检测方法还通常是人工根据其经验和肉眼观测来对表面缺陷进行判断，不仅效率低下，而且人工成本高，人员劳动强度大，易出错，不能满足当今高速生产的，在当前机械零件检测过程中，无损检测已经成为十分常见的一种检测方式，并且在零件检测中具有十分重要的作用及意义，因而合理进行无损检测也就具有重要作用意义。
现有的对机械零部件的检测方法过于平常化，对于质量的好坏多是由是或否的结论，检测不够具体，且方法略显落后。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种机械零部件缺陷的检测分析方法，通过采用超声在零件中传输时遇到缺陷等不连续结构便会产生干涉或聚焦现象进而形成由声波形成的声像，然后将声像转换为人眼可识别的电子图像，能够直接反应出机械零部件的内部结构，获得比较直观的检测结果，方便人员对机械零部件内部的缺陷进行直观的分析，具有较高的可靠性和稳定性，同时这种方法不对机械零部件本身造成损伤，检测成本相对较低，检测速度也更快，同时也不会对人体造成任何伤害，使用比较方便。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机械零部件缺陷的检测分析方法，具体步骤如下：
S1、机械零部件探测面修整：对机械零部件探测面进行打磨，清除机械零部件探测面的飞溅、焊疤、焊渣以及氧化皮；
S2、准备测试设备：
S2.1、提供频率范围为0.5-90MHz，并具有超声波发射接收的双穿透双功能超声笔；
S2.2在超声笔的探头处固定两个连接板，在其中一个连接板上安装压力传感器，另一个连接板上安装速度传感器，使得压力传感器与速度传感器与超声笔的探头保持同一水平面；
S3、设备连接：
S3.1、将超声笔连接换能器，然后换能器连接高频电压发生器，高频电压发生器连接接收放大器，接收放大器连接示波器，示波器连接计算机；
S3.2、将速度传感器与可编程PLC连接，然后可编程PLC连接报警器，同时可编程PLC连接计算机；
S3.3、将速度传感器与可编程PLC连接；压力传感器设置最小压力值为10N，速度传感器最高检测速度设置为150mm/s；
S4、涂抹耦合剂：将耦合剂均匀涂抹在机械零部件探测面；
S5、超声笔移动：将超声笔的检测探头覆在机械零部件表面，并沿着机械零部件表面匀速移动，同时压力传感器与速度传感器也在机械零部件表面移动，当超声笔检测探头与机械零部件之间接触的压力值低于10 N时，此时压力传感器感受到压力变化信号，然后将压力变化信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，然后调试超声笔与机械零部件的位置，当超声笔移动速度高于150mm/s时，速度传感器感受到速度变化信号，然后将速度变化信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，然后工作人员及时正确调试超声笔的移动速度；
S6、超声检测，检测步骤如下：
S6.1、超声笔的检测探头移动的同时发射脉冲信号，脉冲信号经过换能器转换成超声信号发射至机械零部件探测面，然后超声信号被反射回超声笔的接收探头上，然后反射回来的超声信号经过换能器转换成电信号，然后再经过高频电压发生器转变为高压电信号，然后再经过接收放大器进行信号放大，然后传输至示波器，然后再传输到计算机显示超声图像；
S6.2、当超声信号在传输时遇到机械零部件的缺陷位置时，产生不连续结构，产生干涉或聚焦现象进而形成由声波形成的声像，然后声像经换能器、高频电压发生器、接收放大器传输至示波器，然后在计算机上显示超声图像，通过显示的超声图像的特征分析缺陷的大小、位置、性质和数量等信息。
在一个优选地实施方式中，在步骤S1中机械零部件探测面修整后的表面粗糙度小于6.3μm。
在一个优选地实施方式中，在步骤S3.1中示波器的采样精度为200MSa/s-4GSa/s，带宽为100MHz-1GMHz。
在一个优选地实施方式中，在步骤S6.2中分析缺陷位置的计算公式为：L ＝ S*sinγ，式中：L为入射点到缺陷的水平距离，γ为折射角，S为探测面的入射点至缺陷的波程。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过采用超声在零件中传输时遇到缺陷等不连续结构便会产生干涉或聚焦现象进而形成由声波形成的声像，然后将声像转换为人眼可识别的电子图像，能够直接反应出机械零部件的内部结构，获得比较直观的检测结果，方便人员对机械零部件内部的缺陷进行直观的分析，具有较高的可靠性和稳定性，同时这种方法不对机械零部件本身造成损伤，检测成本相对较低，检测速度也更快，同时也不会对人体造成任何伤害，使用比较方便；
2、本发明通过超声笔的探头同一水平面上安装压力传感器以及速度传感器，然后压力传感器以及速度传感器均与可编程PLC连接，使得超声笔沿着机械零部件表面移动检测时，当超声笔检测探头与机械零部件之间位置发射变化，使得两者接触力值低于标准值时，压力传感器感受到压力变化信号，将信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，从而及时提醒工作人员正确调试超声笔与机械零部件的位置，当超声笔移动速度高于最低标准时，速度传感器感受到速度变化信号，然后将信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，从而及时提醒工作人员正确调试超声笔的移动速度，有效保证超声笔的探头始终与机械零部件表面准确接触，同时有效保证超声笔的探头移动速度稳定，进而有效保证检测精度。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种机械零部件缺陷的检测分析方法，具体步骤如下：
S1、机械零部件探测面修整：对机械零部件探测面进行打磨，清除机械零部件探测面的飞溅、焊疤、焊渣以及氧化皮，探测面修整后的表面粗糙度小于6.3μm；
S2、准备测试设备：
S2.1、提供频率范围为0.5-90MHz，并具有超声波发射接收的双穿透双功能超声笔；
S2.2在超声笔的探头处固定两个连接板，在其中一个连接板上安装压力传感器，另一个连接板上安装速度传感器，使得压力传感器与速度传感器与超声笔的探头保持同一水平面；
S3、设备连接：
S3.1、将超声笔连接换能器，然后换能器连接高频电压发生器，高频电压发生器连接接收放大器，接收放大器连接示波器，示波器连接计算机，示波器的采样精度为200MSa/s-4GSa/s，带宽为100MHz-1GMHz；
S3.2、将速度传感器与可编程PLC连接，然后可编程PLC连接报警器，同时可编程PLC连接计算机；
S3.3、将速度传感器与可编程PLC连接；压力传感器设置最小压力值为10N，速度传感器最高检测速度设置为150mm/s；
S4、涂抹耦合剂：将耦合剂均匀涂抹在机械零部件探测面；
S5、超声笔移动：将超声笔的检测探头覆在机械零部件表面，并沿着机械零部件表面匀速移动，同时压力传感器与速度传感器也在机械零部件表面移动，当超声笔检测探头与机械零部件之间接触的压力值低于10 N时，此时压力传感器感受到压力变化信号，然后将压力变化信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，然后调试超声笔与机械零部件的位置，当超声笔移动速度高于150mm/s时，速度传感器感受到速度变化信号，然后将速度变化信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，然后工作人员及时正确调试超声笔的移动速度；
S6、超声检测，检测步骤如下：
S6.1、超声笔的检测探头移动的同时发射脉冲信号，脉冲信号经过换能器转换成超声信号发射至机械零部件探测面，然后超声信号被反射回超声笔的接收探头上，然后反射回来的超声信号经过换能器转换成电信号，然后再经过高频电压发生器转变为高压电信号，然后再经过接收放大器进行信号放大，然后传输至示波器，然后再传输到计算机显示超声图像；
S6.2、当超声信号在传输时遇到机械零部件的缺陷位置时，产生不连续结构，产生干涉或聚焦现象进而形成由声波形成的声像，然后声像经换能器、高频电压发生器、接收放大器传输至示波器，然后在计算机上显示超声图像，通过显示的超声图像的特征分析缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，超声图像具体分析方法为：
a、超声图像上反射信号不规则，幅值较低，底波下降不明显，表示机械零部件中具有夹杂物；
b、超声图像上反射信号有一定连续性，移动超声笔的检测探头，各位置波形无明显变化，底波下降不明显，表示机械零部件存在偏析；
c、超声图像上反射信号波形根部两侧对称，移动超声笔的检测探头，反射信号波幅变化明显，表示机械零部件存在舒松孔；
d、超声图像上反射信号波形较宽，波峰分叉，移动超声笔的检测探头，反射波声程发生变化，严重时底波下降或消失，表示机械零部件存在缩孔；
e、超声图像上反射信号波形陡直，底波明显下降或消失，表示机械零部件存在分层；
f、超声图像上波形密集尖锐活跃，总是成群出现，底波明显降低，次数减少，重复性差，移动超声笔的检测探头，回波此起彼伏，表示机械零部件存在白点；
分析缺陷位置的计算公式为：L ＝ S*sinγ，式中：L为入射点到缺陷的水平距离，γ为折射角，S为探测面的入射点至缺陷的波程。
本发明的优点在于通过采用超声检测，能够直接反应出机械零部件的内部结构，获得比较直观的检测结果，方便人员对机械零部件内部的缺陷进行直观的分析，具有较高的可靠性和稳定性，同时这种方法不对机械零部件本身造成损伤，检测成本相对较低，检测速度也更快，同时也不会对人体造成任何伤害，使用比较方便。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种机械零部件缺陷的检测分析方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1、机械零部件探测面修整：对机械零部件探测面进行打磨，清除机械零部件探测面的飞溅、焊疤、焊渣以及氧化皮；
S2、准备测试设备：
S2.1、提供频率范围为0.5-90MHz，并具有超声波发射接收的双穿透双功能超声笔；
S2.2在超声笔的探头处固定两个连接板，在其中一个连接板上安装压力传感器，另一个连接板上安装速度传感器，使得压力传感器与速度传感器与超声笔的探头保持同一水平面；
S3、设备连接：
S3.1、将超声笔连接换能器，然后换能器连接高频电压发生器，高频电压发生器连接接收放大器，接收放大器连接示波器，示波器连接计算机；
S3.2、将速度传感器与可编程PLC连接，然后可编程PLC连接报警器，同时可编程PLC连接计算机；
S3.3、将速度传感器与可编程PLC连接；压力传感器设置最小压力值为10N，速度传感器最高检测速度设置为150mm/s；
S4、涂抹耦合剂：将耦合剂均匀涂抹在机械零部件探测面；
S5、超声笔移动：将超声笔的检测探头覆在机械零部件表面，并沿着机械零部件表面匀速移动，同时压力传感器与速度传感器也在机械零部件表面移动，当超声笔检测探头与机械零部件之间接触的压力值低于10 N时，此时压力传感器感受到压力变化信号，然后将压力变化信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，然后调试超声笔与机械零部件的位置，当超声笔移动速度高于150mm/s时，速度传感器感受到速度变化信号，然后将速度变化信号传递至可编程PLC，可编程PLC控制报警器发生警报，然后调试超声笔的移动速度；
S6、超声检测，检测步骤如下：
S6.1、超声笔的检测探头移动的同时发射脉冲信号，脉冲信号经过换能器转换成超声信号发射至机械零部件探测面，然后超声信号被反射回超声笔的接收探头上，然后反射回来的超声信号经过换能器转换成电信号，然后再经过高频电压发生器转变为高压电信号，然后再经过接收放大器进行信号放大，然后传输至示波器，然后再传输到计算机显示超声图像；
S6.2、当超声信号在传输时遇到机械零部件的缺陷位置时，产生不连续结构，产生干涉或聚焦现象进而形成由声波形成的声像，然后声像经换能器、高频电压发生器、接收放大器传输至示波器，然后在计算机上显示超声图像，通过显示的超声图像的特征分析缺陷的大小、位置、性质和数量等信息。
2.根据权利要求1所述的一种机械零部件缺陷的检测分析方法，其特征在于：在步骤S1中机械零部件探测面修整后的表面粗糙度小于6.3μm。
3.根据权利要求1所述的一种机械零部件缺陷的检测分析方法，其特征在于：在步骤S3.1中示波器的采样精度为200MSa/s-4GSa/s，带宽为100MHz-1GMHz。
4.根据权利要求1所述的一种机械零部件缺陷的检测分析方法，其特征在于：在步骤S6.2中分析缺陷位置的计算公式为：L ＝ S*sinγ，式中：L为入射点到缺陷的水平距离，γ为折射角，S为探测面的入射点至缺陷的波程。
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