CN111650276A - 带导轨自动扫查装置、相控阵超声检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种带导轨自动扫查装置、相控阵超声检测方法及系统，包括：设置有滑轨和导轨的框架主体和固定在所述滑轨的轨道上的探头升降组件；所述框架主体通过绑带有效固定在扫查物体检测面上；所述探头升降组件的底部设置有探头楔块，所述探头楔块开设有用于对相控阵检测仪的探头进行限位的第一通孔，所述探头升降组件的顶部设置有上固定板，所述上固定板上设置有至少一个弹簧；所述弹簧的一端与所述上固定板连接，所述弹簧的另一端与下固定板相抵，并在弹簧压缩状态时向所述下固定板和夹持腿施加一垂直向下的压力，以使所述相控阵检测仪的探头与待扫查物体的检测面紧密贴合；本申请能够提高检测效率。

Description

带导轨自动扫查装置、相控阵超声检测方法及系统

技术领域

本申请涉及检测设备领域，具体涉及一种带导轨自动扫查装置、相控阵超声检测方法及系统。

背景技术

GIS(gas insulated substation)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器(CT、PT)、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。

各厂家现阶段罐体材料以铝合金5A02-H112或5083牌号为主，部分罐体材料使用不锈钢或低碳钢。500kV以下电压等级罐体厚度一般为8mm，特高压罐体厚度从16mm至25mm不等。在国家电网公司金属专项技术监督方案中明确提出：新建变电工程每个厂家每种型号的GIS壳体按照纵缝10％(长度)进行抽检。检验标准依据NB/T 47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分：超声检测》中相关要求。当焊接部位壁厚小于8mm时，建议参照NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分：超声检测》中附录H中壁厚为8mm时的相关规定。焊接接头分类标准执行JB/T 4734-2002《铝制焊接容器》第10.1.6条要求，GIS壳体圆筒部分的纵向焊接接头属A类焊接接头，超声检测不低于Ⅱ级合格，由此可见，市场对GIS壳体的焊接缝有着严格的要求。

GIS壳体的对接焊缝焊接一般采用手工的钨极氩弧焊,自动化焊接采用MIG焊，GIS焊缝容易出现气孔、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷，在运行期间由于工作应力可能会开裂，影响系统的稳定运行，因此应及时定期的对GIS壳体进行无损检测，及时排除隐患。

在现有技术中，对GIS壳体对接焊缝检测一般采用常规A超检测技术，由于铝焊缝衰减较小，因此宜选用较高频率检测，一般选用5.0MHz。考虑GIS壳体厚度8mm～25mm，属于薄板，为了有效检出坡口未熔合，应尽量使波束轴线与坡口面垂直，所以探头一般选用70°短前沿探头。晶片尺寸一般选用8×8mm规格的晶片。但常规超声检测存在以下几点不足：

1.GIS壳体的焊缝缺陷方向不定，但是常规超声探头折射角固定，因此并不能保证一直是缺陷的最佳检测角度，可能导致缺陷信号比实际小或者检测不到缺陷；

2.由于GIS壳体很薄，大多数只有8mm厚，因此A扫信号识别难度很大，缺陷信号容易淹没在初试脉冲信号里，导致漏检；

3.由于常规A超检测时需要前后移动探头，而GIS壳体又带有曲率，前后移动过程中探头和壳体之间耦合不好，也会导致缺陷漏检。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种带导轨自动扫查装置、相控阵超声检测方法及系统，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请提供一种带导轨自动扫查装置、相控阵超声检测方法及系统，能够实现对相控阵检测仪器的有效固定，避免探头晃动，保证检测中探头与检测面之间的紧密贴合，简化人工操作流程，提高检测效率。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种扫查装置，包括：

设置有滑轨的框架主体和固定在所述滑轨的轨道上的探头升降组件；

所述框架主体包括设置在待扫查物体上的两个T字型铝合金型材和连接所述的两个T字型铝合金型材的可伸缩铝管和可伸缩螺杆，所述可伸缩螺杆的一端还连接设置有用于带动所述可伸缩螺杆转动的电机，所述框架主体通过至少一条首尾分别连接所述可伸缩铝管和所述可伸缩螺杆且环绕所述待扫查物体设置的可调节长度的绑带固定在所述待扫查物体上；

所述滑轨设置在所述可伸缩铝管和所述可伸缩螺杆之间；

所述探头升降组件的底部设置有探头楔块，所述探头楔块开设有用于对相控阵检测仪的探头进行限位的第一通孔，所述探头升降组件的顶部设置有上固定板，所述上固定板上设置有至少一个弹簧；

所述弹簧的一端与所述上固定板连接，所述弹簧的另一端与下固定板相连，正常情况下弹簧属于松弛状态，当通过滑块固定板被装在移动支架的工字梁上时，由于工字梁与检测面的高度限制，导致弹簧被压缩，对下固定板和夹持腿施加一垂直向下的压力，使得探头楔块与待扫查物体的检测面紧密贴合。

进一步地，所述探头升降组件还包括第一滑块固定板，所述第一滑块固定板上设置有一端伸入所述滑轨内的第一螺钉。

进一步地，所述探头楔块具有带曲率的底面。

进一步地，所述探头升降组件还包括设置在底部的用于连接弹簧的下固定板以及连接所述下固定板和所述上固定板的导轨。

进一步地，所述探头升降组件还包括连接所述下固定板和所述探头楔块的夹持架支腿，所述夹持架支腿的一端与所述下固定板通过垂直设置的第二螺钉连接。

进一步地，所述下固定板上开设有用于对所述第二螺钉进行限位的第二通孔。

进一步地，所述夹持架支腿的另一端与所述探头楔块通过水平设置的第三螺钉连接。

进一步地，还包括固定在所述框架主体上的水路分接组件，所述水路分接组件包括用于输入耦合剂的万向接头和用于输出耦合剂的至少一个第一水管接头，所述探头楔块的上端面对应所述第一水管接头设置有第二水管接头，所述探头楔块还开设有连通所述第二水管接头和所述探头楔块的下端面的第三通孔。

进一步地，还包括固定在所述滑轨的轨道上的编码器组件，所述编码器组件包括与所述相控阵检测仪电连接的编码器接口。

进一步地，所述编码器组件还包括第二滑块固定板，所述第二滑块固定板上设置有一端伸入所述固定支架内的第四螺钉。

第二方面，本申请提供一种相控阵超声检测系统，包括相控阵检测仪，还包括用于固定所述相控阵检测仪的如上所述的扫查装置；

所述相控阵检测仪至少有两个接口，其中一个接口通过传输线与编码器接口通过传输线相连，使相控阵检测仪能采集检测过程中的位移信号；另一个接口通过传输线与探头相连连接，使相控阵检测仪能采集检测过程中焊缝内部的超声信号。

第三方面，本申请提供一种相控阵超声检测方法，包括相控阵检测仪和用于固定所述相控阵检测仪的上述的扫查装置，所述方法包括：

通过所述扫查装置在待扫查物体上，相控阵探头和编码器分别采集超声信号和位移信号，并通过接线传输到所述相控阵检测仪，从而采集得到整个焊缝长度的缺陷扫描数据；

对所述缺陷扫描数据进行特征分析，得到缺陷特征信息，并根据所述缺陷特征信息，确定所述待扫查物体的缺陷等级。

由上述技术方案可知，本申请提供一种带导轨自动扫查装置、相控阵超声检测方法及系统，通过设置有绑带的框架主体，以使扫查装置能够便捷、有效地固定在待扫查物体的检测面上，同时框架主体上还设置有导轨，可以保证检测过程中探头和待检焊缝之间始终保持恒定的距离，从而保持检测数据的有效性，此外框架主体上海设置有电机和螺杆，可实现装置的自动快速检测，而且在框架主体上还设置有滑轨，以使固定在该滑轨上的探头升降组件能够灵活位移，所述探头升降组件的底部通过设置有探头楔块，并在所述探头楔块上开设第一通孔，以对伸入所述探头楔块中的相控阵检测仪的探头进行限位，同时在所述探头升降组件的顶部还设置有上固定板，所述上固定板上设置有至少一个弹簧，其中，所述弹簧的一端与所述上固定板连接，所述弹簧的另一端与所述下固定板相抵，并在弹簧压缩状态时向所述下固定板和夹持腿施加一垂直向下的压力，以使所述相控阵检测仪的探头与待扫查物体的检测面紧密贴合，以此实现对相控阵检测仪器的有效固定，避免探头晃动，保证检测中探头与检测面之间的紧密贴合，简化人工操作流程，提高检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所述扫查装置的结构示意图；

图2为本申请所述扫查装置设置在待扫查物体上时的结构示意图；

图3为本申请所述探头升降组件的结构示意图；

图4为本申请所述水路分接组件的结构示意图；

图5为本申请所述编码器组件的结构示意图；

图6为本申请所述相控阵超声检测方法的流程示意图；

图7为本申请一实施例中GIS筒体对接焊缝相控阵检测数据示意图；

图8为本申请所述可伸缩铝管和螺杆结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

考虑到现有技术中对GIS壳体对接焊缝检测采用常规A超检测技术所产生的多种不足。

为了能够实现对相控阵检测仪器的有效固定，避免探头晃动，保证检测中探头与检测面之间的紧密贴合，简化人工操作流程，提高检测效率，本申请提供一种扫查装置的实施例，参见图1和图2，本实施例中，所述扫查装置具体包含：设置有滑轨2的框架主体1和固定在所述滑轨2的轨道上的探头升降组件4；

参见图8，所述框架主体1包括设置在待扫查物体上的两个T字型铝合金型材3和连接所述的两个T字型铝合金型材3的可伸缩铝管28和可伸缩螺杆30，所述可伸缩螺杆30的一端还连接设置有用于带动所述可伸缩螺杆30转动的电机，所述可伸缩螺杆30的另一端设置有用于记录螺杆转动圈数的编码器，所述可伸缩螺杆30转动圈数和探头移动距离存在比例关系，所述编码器将所述螺杆转动圈数换算成探头位移长度；所述框架主体1通过至少一条首尾分别连接所述可伸缩铝管28且环绕所述待扫查物体设置的绑带29固定在所述待扫查物体上；

所述滑轨2设置在所述可伸缩铝管28和所述可伸缩螺杆30之间；

所述探头升降组件4的底部设置有探头楔块5，所述探头楔块5开设有用于对相控阵检测仪的探头进行限位的第一通孔6，所述探头升降组件4的顶部设置有上固定板7，所述上固定板7上设置有至少一个弹簧8；所述弹簧8的一端与所述上固定板7连接，所述弹簧8的另一端与所述下固定板11相抵，并在弹簧8压缩状态时向所述下固定板11和夹持腿13施加一垂直向下的压力，以使所述相控阵检测仪的探头与待扫查物体的检测面紧密贴合。

可选地，所述框架主体1上设置的滑轨2可以为工字型型材上的凹陷部构成的可滑动的轨道，所述探头升降组件4可以通过现有方式固定在所述滑轨2上并沿所述滑轨2的轨道滑动，同时，也可以通过加设紧固螺钉来控制上述滑动时的阻力大小。

可选的，两根T字型铝合金型材3与两根可伸缩铝管28和一根可伸缩螺杆30通过螺纹连接，一根滑轨(例如横杆)嵌套在该可伸缩铝管28和可伸缩螺杆30上，形成一个主框架。两根可伸缩铝管28、一根可伸缩螺杆30作为导轨，检测时可以根据所检GIS筒体的实际长度对铝管长度和螺杆长度进行伸缩调节，保证整个焊缝长度都被检测。

可选的，还可以设置一电机安装在可伸缩螺杆30的一侧，电机启动时会带动螺杆旋转。中间的横杆两侧套铝管上，中间套在螺杆上，且与螺杆套着的内部也有相应的螺纹，当螺杆转动时，由于螺杆收到约束不能前后移动，通过反作用力推动横杆向前移动。

可选地，所述探头楔块5开设有第一通孔6，用于对伸入其中的相控阵检测仪的探头进行限位，所述第一通孔6的孔洞形状可以与所述探头形状一致，也可以为其他不一致的形状。

可选地，所述探头升降组件4的顶部设置有上固定板7，所述上固定板7上可以挂设有至少一个弹簧8(例如弹簧挂钩)，优选地为两个弹簧8，所述弹簧8的上端与所述上固定板7连接固定后，所述弹簧8的下端可以用来与所述下固定板11相抵，通过所述弹簧8在弹簧8压缩状态时产生的推力向所述下固定板11和夹持腿13施加一垂直向下的压力，以使所述相控阵检测仪的探头与待扫查物体的检测面紧密贴合，进而提高检测效率和检测准确度。

可以理解的是，相控阵超声技术由多个压电晶片按一定的规律分布排列，然后逐次按预先规定的延迟时间激发各个晶片，所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，能有效地控制发射超声束(波阵面)的形状和方向，能实现超声波的波束扫描、偏转和聚焦。采用电子方法控制声束聚焦、偏转和扫查，可以在不移动或少移动探头的情况下实现较大角度范围的快速的扫查，提高检测效率；通过优化控制焦点尺寸、焦区深度和声束方向，可使检测分辨力、信噪比和灵敏度等性能得到提高，可分辨缺陷的微小变化；相控阵技术能实现对缺陷的多种视图成像，检测结果直观，便于对缺陷的识别与判定。相控阵超声技术比常规超声检测技术对薄板检测灵敏度更高、结果更直观，相控阵检测更容易找到检出缺陷的最佳角度，具有更高的危害缺陷检出率，能精确记录更多的缺陷特征，比如缺陷的长度、高度方向的尺寸。且相控阵超声探头不需要前后移动，通过定制带曲率的楔块和扫查装置能保证探头与GIS壳体有效耦合，可以对GIS壳体对接焊缝质量进行有效检测。

从上述描述可知，根据本申请实施例提供的扫查装置，通过设置带绑带的框架主体1，以使扫查装置能够便捷、有效地固定在待扫查物体的检测面上，同时框架主体1上还设置有导轨，可以保证检测过程中探头和待检焊缝之间始终保持恒定的距离，从而保持检测数据的有效性，此外框架主体上海设置有电机和螺杆，可实现装置的自动快速检测，而且在框架主体1上还设置有滑轨2，以使固定在该滑轨2上的探头升降组件4能够灵活位移，所述探头升降组件4的底部通过设置有探头楔块5，并在所述探头楔块5上开设第一通孔6，以对伸入所述探头楔块5中的相控阵检测仪的探头进行限位，同时在所述探头升降组件4的顶部还设置有上固定板7，所述上固定板7上设置有至少一个弹簧8，其中，所述弹簧8的一端与所述上固定板7连接，所述弹簧8的另一端与所述下固定板11相抵，并在弹簧8压缩状态时向所述下固定板11和夹持腿13施加一垂直向下的压力，以使所述相控阵检测仪的探头与待扫查物体的检测面紧密贴合，以此实现对相控阵检测仪器的有效固定，避免探头晃动，保证检测中探头与检测面之间的紧密贴合，简化人工操作流程，提高检测效率。

参见图3，作为一种优选地实施方式，所述探头升降组件4还包括第一滑块固定板9，所述第一滑块固定板9上设置有一端伸入所述滑轨2内的第一螺钉10。

可选地，通过所述第一螺钉10可以实现所述探头升降组件4沿所述滑轨2的轨道滑动，同时，松动第一滑块固定板9上的第一螺钉10，也可调节探头升降组件4距焊缝的相对位置。

作为一种优选地实施方式，所述探头楔块5具有带曲率的底面(未绘出)，以保证探头与检测面贴合良好。

参见图3，作为一种优选地实施方式，所述探头升降组件4还包括设置在底部的用于承载所述相控阵检测仪的下固定板11以及连接所述下固定板11和所述上固定板7的导轨12。

可选地，通过所述导轨12能够实现所述上固定板7的上下移动，以此调节所述弹簧8对所述相控阵探头施加压力的大小。

参见图3，作为一种优选地实施方式，所述探头升降组件4还包括连接所述下固定板11和所述探头楔块5的夹持架支腿13，所述夹持架支腿13的一端与所述下固定板11通过垂直设置的第二螺钉14连接，所述下固定板11上开设有用于对所述第二螺钉14进行限位的第二通孔15。

可选地，通过所述第二通孔15，能够实现所述第二螺钉14(连同所述夹持架支腿13)的水平移动，以此带动所述探头楔块5的水平移动，进而对所述探头楔块5和所述探头楔块5中的所述探头进行位置微调，使检测更加精准便捷。

参见图3，作为一种优选地实施方式，所述夹持架支腿13的另一端与所述探头楔块5通过水平设置的第三螺钉16连接。

可选地，通过水平设置的所述第三螺钉16，能够实现所述探头楔块5的旋转运动，进而对所述探头楔块5和所述探头楔块5中的所述探头进行位置微调，使检测更加精准便捷。

参见图4，作为一种优选地实施方式，还包括固定在所述框架主体1上的水路分接组件17，所述水路分接组件17包括用于输入耦合剂的万向接头18和用于输出耦合剂的至少一个第一水管接头19，所述探头楔块5的上端面对应所述第一水管接头19设置有第二水管接头20，所述探头楔块5还开设有连通所述第二水管接头20和所述探头楔块5的下端面的第三通孔。

可选地，在所述探头和所述探头楔块5紧贴所述检测面移动的过程中，为了保障设备不受损坏，可以在接触面中添加耦合剂(例如水、油)，因此，本申请通过设置水路分接组件17，并通过所述水路分接组件17上的万向接头18连接外部水源，具体地，所述万向接头18与所述第一水管接头19连通设置，所述第一水管接头19可以设置为一个或多个，耦合剂从所述万向接头18中进入所述水路分接组件17，然后从一个或多个第一水管接头19中流向所述探头楔块5的第二水管接头20，并进而流入所述探头楔块5的下端面，具体地，可以通过设置一软管连接所述第一水管接头19和所述第二水管接头20。

可选地，所述探头楔块5中还贯通开设有第三通孔(未绘示)，通过所述第三通孔，所述耦合剂能够得以流入所述探头楔块5的下端面(也可等同理解为检测面)，以此保障设备不受损坏。

参见图5，作为一种优选地实施方式，还包括固定在固定支架上的编码器组件21，所述编码器组件21包括用于与所述相控阵检测仪电连接的编码器接口23。

可选地，在所述扫查装置进行作业时，所述编码器内的传感器在螺杆转动时会发生感应，并根据螺杆转动圈数和扫查装置位移的相对关系对应产生一扫查装置位移信号，所述扫查装置位移信号用于表征所述扫查装置的作业距离，所述编码器组件21通过所述编码器接口23将所述扫查装置位移信号传送至与之电连接的所述相控阵检测仪，以便于所述相控阵检测仪能够根据所述扫查装置位移信号(即扫查装置的作业距离)得到更加准确的检测结果。

参见图5，作为一种优选地实施方式，所述编码器组件21还包括第二滑块固定板24，所述第二滑块固定板24上设置有一端伸入所述滑轨2内的第四螺钉25。

为了能够实现对相控阵检测仪器的有效固定，避免探头晃动，保证检测中探头与检测面之间的紧密贴合，简化人工操作流程，提高检测效率，本申请还提供一种相控阵超声检测系统的实施例，本实施例中，所述相控阵超声检测系统具体包含：相控阵检测仪，还包括用于连接所述相控阵检测仪的如上所述的扫查装置；

所述相控阵检测仪至少有两个接口，其中一个接口通过传输线与编码器接口23通过传输线相连，使相控阵检测仪能采集检测过程中的位移信号；另一个接口通过传输线与探头相连连接，使相控阵检测仪能采集检测过程中焊缝内部的超声信号。

可选地，所述相控阵检测仪可以为现有的能够利用相控阵进行超声检测的设备。

从上述描述可知，根据本申请实施例提供的相控阵超声检测系统，通过设置有框架主体1，以使扫查装置能够便捷、灵活地在待扫查物体的检测面上移动，同时在框架主体1上还设置有滑轨2，以使固定在该滑轨2上的探头升降组件4能够灵活位移，所述探头升降组件4的底部通过设置有探头楔块5，并在所述探头楔块5上开设第一通孔6，以对伸入所述探头楔块5中的相控阵检测仪的探头进行限位，同时在所述探头升降组件4的顶部还设置有上固定板7，所述上固定板7上设置有至少一个弹簧8，其中，所述弹簧8的一端与所述上固定板7连接，所述弹簧8的另一端与所述下固定板11相抵，并在弹簧8压缩状态时向所述下固定板11和夹持腿13施加一垂直向下的压力，以使所述相控阵检测仪的探头与待扫查物体的检测面紧密贴合，避免探头晃动，保证检测中探头与检测面之间的紧密贴合，简化人工操作流程，提高检测效率。

为了能够实现对相控阵检测仪器的有效固定，避免探头晃动，保证检测中探头与检测面之间的紧密贴合，简化人工操作流程，提高检测效率，本申请还提供一种相控阵超声检测方法的实施例，包括相控阵检测仪和用于固定所述相控阵检测仪的上述的扫查装置，参加图6，所述方法具体包括：

步骤S101：通过所述扫查装置在待扫查物体上移动，探头和编码器分别采集超声信号和位移信号，并通过接线把信号传输到所述相控阵检测仪，从而采集得到整个焊缝长度的缺陷扫描数据。

步骤S102：对所述缺陷扫描数据进行特征分析，得到缺陷特征信息，并根据所述缺陷特征信息，确定所述待扫查物体的缺陷等级。

可选的，在本实施例的步骤S101之前，还可以包括对扫查装置和相控阵检测仪进行连接、调试、校准的步骤，具体为：

(1)仪器组装连接：将相控阵探头、带曲率楔块、扫查装置组装为一体，并使相控阵探头连接到相控阵检测设备上。

(2)设置相控阵超声的基本参数：相控阵超声选择扇形扫查，声束的角度设置为40～70°，激发晶片数量为16个。

(3)相控阵仪器校准：相控阵仪器校准包括楔块延时校准、角度校准、灵敏度校准。利用铝制CSK-ⅠA超声波探伤标准试块完成楔块延时校准、角度校准，利用铝制CSK-ⅡA超声波探伤标准试块对相控阵超声进行TCG校准，调节反射波幅达到80％±5％再提高6dB作为扫查灵敏度。

(4)编码器校准：将编码器沿着被检母材移动300mm，编码器误差小于1％。

(5)扫查装置固定：将组装好的相控阵探头支架通过其前后两端的固定连接件相对固定在GIS壳体上，使相控阵探头正对于对接焊缝。

可选的，所述步骤S101具体为：在相控阵检测设备上点击开始检测，启动电机，螺杆旋转的反作用力推动所述移动支架沿着所述导轨在待扫查物体上移动，使相控阵探头沿着对接焊缝方向运动时进行数据采集，相控阵探头移动到焊缝边缘时数据采集结束并保存。

可选的，所述步骤S102具体为：调取采集数据并对数据进行分析，结合S-扫描、A-扫描及C-扫描等显示，对缺陷的位置、波幅、长度及高度进行测量，依照NB/T 47013.3-2015相关规定对缺陷进行分级。

参见图7，通过采用上述检测方法对GIS壳体对接焊缝进行检测后，用软件对数据进行分析。图7左上方是S扫数据图，右上方是A扫数据图，下方是C扫描数据图。S扫数据图横坐标表示反射波水平位置，纵坐标表示反射波深度；A扫数据图横坐标代表当量幅度，纵坐标代表反射波深度；C扫描数据图横坐标表示超声探头离扫查起始点距离，纵坐标表示扇扫角度，图像中颜色的变化代表信号波幅的大小，彩色情况下红色表示信号波幅最强，黑白情况下越黑表示信号波幅越强。

图7是对8mm厚的材质为5083铝合金GIS壳体对接焊缝进行检测的实例，检测数据中，距离起点81mm处发现1处焊缝坡口未熔合缺陷，缺陷波幅超过了TCG判废线，缺陷长度达到10mm，根据依照NB/T 47013.3-2015，该缺陷判为不可接受缺陷。

由上述描述可知，解决了GIS筒体对接焊缝无法全面检测的问题。通过使用单探头就可以实现多角度的扫查，缺陷更容易发现，检测效率更高；能对一些缺陷提高检测、定位、定量和定向精度；可以实现超声成像，通过图像分析，缺陷检出率更高，并且检测数据可以永久保存，检测具有直观性、可追溯性。因此本发明可以快速高效地对GIS筒体对接焊缝进行检测，能在工程实际中得到很好的应用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种扫查装置，其特征在于，包括：设置有滑轨和导轨的框架主体和固定在所述滑轨的轨道上的探头升降组件；

所述框架主体包括设置在待扫查物体上的两个T字型铝合金型材和连接所述的两个T字型铝合金型材的可伸缩铝管和可伸缩螺杆，所述可伸缩螺杆的一端还连接设置有用于带动所述可伸缩螺杆转动的电机，所述框架主体通过至少一条首尾分别连接所述可伸缩铝管和所述可伸缩螺杆且环绕所述待扫查物体设置的绑带固定在所述待扫查物体上；

所述滑轨设置在所述可伸缩铝管和所述可伸缩螺杆之间；

所述探头升降组件的底部设置有探头楔块，所述探头楔块开设有用于对相控阵检测仪的探头进行限位的第一通孔，所述探头升降组件的顶部设置有上固定板，所述上固定板上设置有至少一个弹簧；

所述弹簧的一端与所述上固定板连接，所述弹簧的另一端与下固定板相抵，并在弹簧压缩状态时向所述下固定板和夹持腿施加一垂直向下的压力，以使所述相控阵检测仪的探头与待扫查物体的检测面紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的扫查装置，其特征在于，所述探头升降组件还包括第一滑块固定板，所述第一滑块固定板上设置有一端伸入所述滑轨内的第一螺钉。

3.根据权利要求1所述的扫查装置，其特征在于，所述探头楔块具有带曲率的底面。

4.根据权利要求1所述的扫查装置，其特征在于，所述探头升降组件还包括设置在底部的用于承载所述相控阵检测仪的下固定板以及连接所述下固定板和所述上固定板的导轨。

5.根据权利要求4所述的扫查装置，其特征在于，所述探头升降组件还包括连接所述下固定板和所述探头楔块的夹持架支腿，所述夹持架支腿的一端与所述下固定板通过垂直设置的第二螺钉连接。

6.根据权利要求5所述的扫查装置，其特征在于，所述下固定板上开设有用于对所述第二螺钉进行限位的第二通孔。

7.根据权利要求5所述的扫查装置，其特征在于，所述夹持架支腿的另一端与所述探头楔块通过水平设置的第三螺钉连接。

8.根据权利要求1所述的扫查装置，其特征在于，还包括固定在所述框架主体上的水路分接组件，所述水路分接组件包括用于输入耦合剂的万向接头和用于输出耦合剂的至少一个第一水管接头，所述探头楔块的上端面对应所述第一水管接头设置有第二水管接头，所述探头楔块还开设有连通所述第二水管接头和所述探头楔块的下端面的第三通孔。

9.根据权利要求1所述的扫查装置，其特征在于，还包括连接在所述固定支架上的编码器组件，所述编码器组件包括用于与所述相控阵检测仪电连接的编码器接口。

10.根据权利要求9所述的扫查装置，其特征在于，所述编码器组件还包括第二滑块固定板，所述第二滑块固定板上设置有一端伸入所述固定支架内的第四螺钉。

11.一种相控阵超声检测系统，包括相控阵检测仪，其特征在于，还包括用于固定所述相控阵检测仪的如权利要求1至权利要求10任一项所述的扫查装置；

所述相控阵检测仪至少有两个接口，其中一个接口通过传输线与编码器接口通过传输线相连，使相控阵检测仪能采集检测过程中的位移信号；另一个接口通过传输线与探头相连连接，使相控阵检测仪能采集检测过程中焊缝内部的超声信号。

12.一种相控阵超声检测方法，其特征在于，包括相控阵检测仪和用于连接所述相控阵检测仪的如权利要求1至权利要求10任一项所述的扫查装置，所述方法包括：

通过所述扫查装置在待扫查物体上移动探头，探头和编码器分别采集超声信号和位移信号，并通过接线把信号传输到所述相控阵检测仪，从而采集得到整个焊缝长度的缺陷扫描数据；

对所述缺陷扫描数据进行特征分析，得到缺陷特征信息，并根据所述缺陷特征信息，确定所述待扫查物体的缺陷等级。

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