CN115616081A - 一种用于无缝钢管的超声探伤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种用于无缝钢管的超声探伤系统，包括，钢管夹持座、横梁、滑台、探头架、滑动架、超声探头、数据处理模块、伸缩杆、压力检测器，数据处理模块，设置在所钢管夹持座上，并与所述滑台电机、所述超声探头、所述滑动架、所述伸缩杆分别相连。本发明通过钢管夹持座对待检测的钢管进行夹持，并通过设置探头架和滑动架使得超声探头能够在钢管的任意位置进行精准的移动，确定钢管上存有问题的精准的点位，同时，通过数据处理模块对检测的超声数据进行分析确定准确的问题的准确类型，增加了对钢管探伤检测的准确度。

Description

一种用于无缝钢管的超声探伤系统

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种用于无缝钢管的超声探伤系统。

背景技术

随着时代的变革和工业的迅速发展，人们越来越重视工业制造质量，无损检测也得到了进一步的发展。无损检测技术通过声波、光、磁、电在不损害被检工件性能的前提下对检测工件进行缺陷检测，可以测量出工件缺陷大小、缺陷的位置和工件的固有性质。这不仅控制了工业工件的安全性能，还提升了工业生产部门的可靠性，为工业制造评价提供了详细有效的数据。

无缝钢管不仅能用作传输管道，还被广泛利用于制造机械零件，大到石油钻杆、小到环形零件，甚至各种常规武器的枪管、炮筒等都能见到它的身影。在高速发展的工业进程中，无缝钢管的出现不仅大大的缩短了加工时间，而且能更加高效的利用材料，节约制造材料，简化了制作工艺。但从现如今的国内外市场来看现有的钢管制造产量已经远远高于需求水平，因此刺激了国家对钢铁市场进行了优化，引发行业竞争，而超声波无损检测作为无缝钢管中的一道重要的检测技术，更是成为了行业筛选的重要指标。

中国专利公开号：CN110376284A，公开了一种厚壁无缝钢管纵向超声探伤方法，它包括以下步骤：S1、确定不同钢管壁厚/外径所对应的入射角；S2、确定不同的入射角所对应的检测范围；S3、内外伤声程计算；S4、探头距伤的位置的计算；S5、在探伤仪上将探伤仪的检测范围调到步骤2所计算出的值；S6、将探伤仪在待探伤的钢管上进行扫查，将出现的波幅与计算的波幅对应，作为探伤时对缺陷判别的标准；S7、确定内伤位置。

当前的无缝钢管的超声探伤工艺中，需要人工对超声探头进行移动并进行数据分析，过于依赖人工经验，检测的结果误差大、准度低。

发明内容

为此，本发明提供一种用于无缝钢管的超声探伤系统，用以克服现有技术中当前的无缝钢管的超声探伤工艺中，过于依赖人工经验，检测的结果误差大、准度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供用于无缝钢管的超声探伤系统，包括，

钢管夹持座，其设置有两个，分别为第一夹持座、第二夹持座，用于对待检测钢管进行夹持；

横梁，其设置在所述钢管夹持座上方，并连接所述第一夹持座和所述第二夹持座，所述横梁底部设置有滑动槽；

滑台，其通过所述滑动槽设置在所述横梁上，所述滑台顶部设置有滑台电机，所述滑台电机能够带动滑台沿滑动槽移动；

探头架，其设置在所述滑台上，所述探头架整体为圆柱状，且中心设置有满足待检测钢管通过的圆形通孔；

滑动架，其设置在所述探头架上，并能够围绕所述探头架做圆周运动；

超声探头，其通过伸缩杆设置在所述滑动架上，所述伸缩杆和所述超声探头之间设有压力检测器；

数据处理模块，设置在所述钢管夹持座上，并与所述滑台电机、所述超声探头、所述滑动架、所述伸缩杆分别相连；所述数据处理模块内设置有若干检测模式能够针对待检测钢管进行特性检测，所述滑动架和所述探头架根据选取的检测模式移动至指定点位并根据选取的检测模式进行运转，所述超声探头实时对钢管进行超声检测，并将检测的结果实时传输至所述数据处理模块，数据处理模块对获取的检测的结果进行实时分析，确定钢管上存有问题的点位，所述滑动架和所述探头架反复围绕存有问题的点位移动，确定点位具体问题类型。

进一步地，所述探头架分为外壁架和内壁架，外壁架和内壁架上分别设有位置相对应的滑槽；

所述滑动架上设置有第一夹块和第二夹块，所述第一夹块夹在所述外壁架上，所述第二夹块夹在所述内壁架上，各所述夹块内设置有滑动滚珠；

轴承，其设置在所述滑动架上，并位于所述外壁架和所述内壁架上的滑槽内；

第一电机，其设置在所述滑动架上，并能够带动所述滑动架围绕所述探头架做圆周运动；

第二电机，其设置在所述滑动架上，并与所述伸缩杆相连，所述第二电机能够带动伸缩杆伸缩；

所述第一电机和所述第二电机分别与所述数据处理模块相连，数据处理模块能够分别控制第一电机、第二电机的启动/停止，正转/反转。

进一步地，所述第一夹持座和所述第二夹持座上分别设置有若干卡爪，各夹持座上的所述卡爪圆周分布，各卡爪与所述钢管夹持座之间设置有伸缩装置，各所述伸缩装置带动各所述卡爪伸长以对待检测钢管进行夹持；

所述数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台移动，使得所述滑台贴合所述第一夹持座，使得所述滑台位于初始位置。

进一步地，在所述探伤系统运行初始阶段，所述第一夹持座和所述第二夹持座对待检测钢管进行夹持，所述数据处理模块控制所述滑台移动至初始位置，所述数据处理模块能够控制所述第二电机转动以带动所述伸缩杆伸长，所述压力检测器实时检测自身承受的压力P，并将检测结果传递至所述数据处理模块，数据处理模块内设置有压力评价参数Pz，

若P≥Pz，所述数据处理模块判定所述超声探头与待检测钢管贴合；

若P＜Pz，所述数据处理模块控制所述第二电机继续转动，控制所述伸缩杆伸长，直至P≥Pz。

进一步地，所述数据处理模块内设置有对钢管的四种检测模式，分别为第一检测模式，第二检测模式，第三检测模式，和第四检测模式，其中，

第一检测模式为定位周向检测，所述数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台移动至指定点位后固定，数据处理模块控制所述滑动架围绕所述探头架做圆周运动，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测；

第二检测模式为定位横向检测，所述数据处理模块控制所述滑动架移动，带动所述超声探头至指定点位后固定，数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台做直线移动，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测；

第三检测模式为递进周向检测，所述数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台移动至指定点位，数据处理模块控制所述滑动架围绕所述探头架做圆周运动，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测；当所述滑动架围绕所述探头架绕行指定圈数后，所述数据处理模块控制所述滑动架移动一个行进距离，同时，所述滑动架继续围绕所述探头架做圆周运动，所述超声探头对钢管进行超声检测；

第四检测模式为指定线检测，所述数据处理模块对待检测的钢管进行三维建模，并将待检测的区域代入所述三维建模，数据处理模块根据检测的区域的三维坐标分析出移动函数组A0，A0=（A1,A2），其中，A1为所述滑台的移动函数，A2为所述滑动架的移动函数，A1与A2之间通过时间移动参量相关，所述数据处理模块控制所述滑动架和所述滑台至指定点位，运行移动函数组A0，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测。

进一步地，所述数据处理模块对待检测钢管进行分析，并与检测模式进行联动，生成超声波反射标准曲线，当采用第i检测模式对钢管进行超声检测时，超声波反射标准曲线为Bi，i=1，2，3，4，所述超声探头按照选取的模式对钢管进行超声检测，并将检测的结果实时传输至所述数据处理模块，数据处理模块对检测的数据进整合生成超声波反射实际曲线S，数据处理模块将超声波反射实际曲线S与超声波反射标准曲线为Bi进行实时对比，对于超声波反射实际曲线S上的任一时刻t，其超声波反射的强度数值为Qs，超声波反射标准曲线为Bi在时刻t对应的超声波反射的强度数值为Qb，数据处理模块计算Qs与Qb之间的差值的绝对值Qz，Qz=∣Qs-Qb∣；

所述数据处理模块内设置有超声波反射的强度数值差值评价参数Pq，

若Qz≤Pq，数据处理模块判定所述超声探头在时刻t检测的钢管点位不存在问题；

若Qz＞Pq，数据处理模块判定所述超声探头在时刻t检测的钢管点位存在问题。

进一步地，若所述数据处理模块判定所述超声探头在时刻t检测的钢管点位存在问题，数据处理模块暂停当前指定的检测模式，并控制所述滑台和/或所述滑动架在问题点位周围反复移动五次，同时，数据处理模块停止对超声波反射实际曲线S的描绘；问题点位周围的范围是在超声波反射标准曲线为Bi上[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域，其中，t1为问题点位检测范围的时序参数；

所述超声探头五次检测存在问题点位周围的超声波反射的强度数值，并传递给所述数据处理模块，数据处理模块分析五次[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域的超声波反射强度数值曲线，并计算该检测区域的平均曲线Sw;

所述数据处理模块用平均曲线Sw代替原有超声波反射实际曲线S在[t-t1,t]时间段的波动曲线，并补充（t,t+t1]时间段的波动曲线。

进一步地，所述数据处理模块内设置有第一类钢管缺陷、第二类钢管缺陷、第三类钢管缺陷、第四类钢管缺陷，并设置各类缺陷对应的缺陷曲线，分别为，第一类缺陷曲线Q1、第二类缺陷曲线Q2、第三类缺陷曲线Q3、第四类缺陷曲线Q4，数据处理模块将平均曲线Sw与第一类缺陷曲线Q1、第二类缺陷曲线Q2、第三类缺陷曲线Q3、第四类缺陷曲线Q4分别进行对比，逐一计算平均曲线Sw与各类缺陷曲线的相似度，平均曲线Sw与第一类缺陷曲线Q1的相似度为R1、与第二类缺陷曲线Q2的相似度为R2、与第三类缺陷曲线Q3的相似度为R3、与第四类缺陷曲线Q4的相似度为R4，其中，相似度数值最高的是Rj，Rj为R1、R2、R3、R4中的一个；

所述数据处理模块内设置有相似度评价值Rp,

若Rj≥Rp，则所述数据处理模块判定[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域存在第j类缺陷钢管问题；

若Rj＜Rp，则所述数据处理模块不对[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域存在的问题进行判定，数据处理模块对平均曲线Sw进行单独记录，由技术人员对缺陷问题进行判定。

进一步地，所述数据处理模块在完成用平均曲线Sw代替原有超声波反射实际曲线S在[t-t1,t]时间段的波动曲线，并补充（t,t+t1]时间段的波动曲线后，将超声探头的位置调节至t+t1时刻对应的钢管检测位置，沿该位置继续进行钢管检测，同时，数据处理模块继续对超声波反射实际曲线S的描绘，

若在后续描述过程中，出现在时刻t’检测的钢管点位存在问题，按照上述对钢管缺陷进行判定的方法进行再次判定，直至完成指定的检测模式。

进一步地，若完成第i检测模式的过程中并未出现时刻t检测的钢管点位存在问题的现象，所述数据处理模块计算采集完成的超声波反射实际曲线S的风险值F，F=

，其中，T为超声波反射实际曲线S的反应的总时长，St’为在超声波反射实际曲线S上任一时刻t’时的超声波反射的强度数值，Bt’为在超声波反射标准曲线Bi’上任一时刻t’时的超声波反射的强度数值；所述数据处理模块内设置有风险评价值Fp，

若F≥Fp，则所述数据处理模块判定，检测的钢管存在缺陷风险。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过钢管夹持座对待检测的钢管进行夹持，并通过设置探头架和滑动架使得超声探头能够在钢管的任意位置进行精准的移动，确定钢管上存有问题的精准的点位，同时，通过数据处理模块对检测的超声数据进行分析确定准确的问题类型，增加了对钢管探伤检测的准确度。

进一步地，通过滑动滚珠使得外壁架、内壁架与第一夹块、第二夹块之间能够平稳的运转，第一电机带动滑动架进行圆周运动，滑台电机带动滑台进行水平移动，第一电机与滑台电机的联动控制，能够使得超声探头在钢管的任意位置实现精准的移动，确定钢管上存有问题的精准的点位。

进一步地，通过设置卡爪实现了对多尺寸钢管的检测，同时，通过卡爪的夹持，保障了对钢管检测时钢管的稳定性。

进一步地，通过设置压力检测器并在数据处理模块内设置有压力评价参数，保障了超声探头与待检测钢管的贴合，减少了人工手持贴合的误差，使得采集的超声波反射的强度数值具有准确的衡量标准，减少了人工测量差值，增加了对钢管探伤检测的准确度。

进一步地，通过设置多重检测模式，满足设备对于不同要求的检测，其中，第一检测模式和第二检测模式可应用于周向和横向的焊接检测，第三检测模式可用于钢管的整体检测，第四检测模式可用于钢管的重点区域检测，对于不同需求选取不同的检测模式，增加检测的效率。

进一步地，设置超声波反射标准曲线并将采集的数据实时与超声波反射标准曲线上的数据进行对比判定检测的点位是否存在问题，通过设置标准值，保障了检测的过程中数据的准确性，同时，减少人工主观判断的误差。

进一步地，对于存在问题的点位，数据处理模块控制滑台和/或滑动架在问题点位周围反复移动，多次检测数据，减少一次检测的误差，从而确保检测结果的准确性。

进一步地，通过预设常见问题的缺陷曲线，并与问题点位附近的曲线做对比，确定存在点位的问题，通过数字对比，增加结果的准确性。

进一步地，对钢管的整体进行数据分析，计算风险值，对于不存在缺陷的钢管进行预警，增加钢管在后期使用时的安全性。

附图说明

图1为实施例中用于无缝钢管的超声探伤系统的结构示意图；

图2为实施例中探头架的结构示意图；

图3为实施例中探头架局部放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图3所示，图1为实施例中用于无缝钢管的超声探伤系统的结构示意图；图2为实施例中探头架的结构示意图；图3为实施例中探头架局部放大示意图。

本发明提供一种用于无缝钢管的超声探伤系统，包括，

钢管夹持座，其设置有两个，分别为第一夹持座1、第二夹持座2，用于对待检测钢管进行夹持；

横梁3，其设置在所述钢管夹持座上方，并连接所述第一夹持座1和所述第二夹持座2，所述横梁3底部设置有滑动槽31；

滑台4，其通过所述滑动槽31设置在所述横梁3上，所述滑台4顶部设置有滑台电机41，所述滑台电机41能够带动滑台4沿滑动槽31移动；

探头架5，其设置在所述滑台4上，所述探头架5整体为圆柱状，且中心设置有满足待检测钢管通过的圆形通孔；

滑动架6，其设置在所述探头架5上，并能够围绕所述探头架5做圆周运动；

超声探头7，其通过伸缩杆63设置在所述滑动架6上，所述伸缩杆63和所述超声探头7之间设有压力检测器；

数据处理模块，设置在所述钢管夹持座上，并与所述滑台电机41、所述超声探头7、所述滑动架6、所述伸缩杆63分别相连；所述数据处理模块内设置有若干检测模式能够针对待检测钢管进行特性检测，所述滑动架6和所述探头架5根据选取的检测模式移动至指定点位并根据选取的检测模式进行运转，所述超声探头7实时对钢管进行超声检测，并将检测的结果实时传输至所述数据处理模块，数据处理模块对获取的检测的结果进行实时分析，确定钢管上存有问题的点位，所述滑动架6和所述探头架5反复围绕存有问题的点位移动，确定点位具体问题类型。

本发明通过钢管夹持座对待检测的钢管进行夹持，并通过设置探头架和滑动架使得超声探头能够在钢管的任意位置进行精准的移动，确定钢管上存有问题的精准的点位，同时，通过数据处理模块对检测的超声数据进行分析确定准确的问题类型，增加了对钢管探伤检测的准确度。

具体而言，所述探头架5分为外壁架51和内壁架52，外壁架51和内壁架52上分别设有位置相对应的滑槽53；

所述滑动架6上设置有第一夹块61和第二夹块62，所述第一夹块61夹在所述外壁架51上，所述第二夹块62夹在所述内壁架52上，各所述夹块内设置有滑动滚珠；

轴承64，其设置在所述滑动架6上，并位于所述外壁架51和所述内壁架52上的滑槽53内；

第一电机65，其设置在所述滑动架6上，并能够带动所述滑动架6围绕所述探头架5做圆周运动；

第二电机66，其设置在所述滑动架6上，并与所述伸缩杆63相连，所述第二电机66能够带动伸缩杆63伸缩；

所述第一电机65和所述第二电机66分别与所述数据处理模块相连，数据处理模块能够分别控制第一电机65、第二电机66的启动/停止，正转/反转。

通过滑动滚珠使得外壁架、内壁架与第一夹块、第二夹块之间能够平稳的运转，第一电机带动滑动架进行圆周运动，滑台电机带动滑台进行水平移动，第一电机与滑台电机的联动控制，能够使得超声探头在钢管的任意位置实现精准的移动，确定钢管上存有问题的精准的点位。

所述第一夹持座1和所述第二夹持座2上分别设置有若干卡爪，各夹持座上的所述卡爪圆周分布，各卡爪与所述钢管夹持座之间设置有伸缩装置，各所述伸缩装置带动各所述卡爪伸长以对待检测钢管进行夹持；

所述数据处理模块控制所述滑台电机41带动所述滑台4移动，使得所述滑台4贴合所述第一夹持座1，使得所述滑台4位于初始位置。通过设置卡爪实现了对多尺寸钢管的检测，同时，通过卡爪的夹持，保障了对钢管检测时钢管的稳定性。

具体而言，在所述探伤系统运行初始阶段，所述第一夹持座1和所述第二夹持座2对待检测钢管进行夹持，所述数据处理模块控制所述滑台4移动至初始位置，所述数据处理模块能够控制所述第二电机66转动以带动所述伸缩杆63伸长，所述压力检测器实时检测自身承受的压力P，并将检测结果传递至所述数据处理模块，数据处理模块内设置有压力评价参数Pz，

若P≥Pz，所述数据处理模块判定所述超声探头7与待检测钢管贴合；

若P＜Pz，所述数据处理模块控制所述第二电机66继续转动，控制所述伸缩杆63伸长，直至P≥Pz。

通过设置压力检测器并在数据处理模块内设置有压力评价参数，保障了超声探头与待检测钢管的贴合，减少了人工手持贴合的误差，使得采集的超声波反射的强度数值具有准确的衡量标准，减少了人工测量差值，增加了对钢管探伤检测的准确度。

具体而言，所述数据处理模块内设置有对钢管的四种检测模式，分别为第一检测模式，第二检测模式，第三检测模式，和第四检测模式，其中，

第一检测模式为定位周向检测，所述数据处理模块控制所述滑台电机41带动所述滑台4移动至指定点位后固定，数据处理模块控制所述滑动架6围绕所述探头架5做圆周运动，同时，所述超声探头7对钢管进行超声检测；

第二检测模式为定位横向检测，所述数据处理模块控制所述滑动架6移动，带动所述超声探头7至指定点位后固定，数据处理模块控制所述滑台电机41带动所述滑台4做直线移动，同时，所述超声探头7对钢管进行超声检测；

第三检测模式为递进周向检测，所述数据处理模块控制所述滑台电机41带动所述滑台4移动至指定点位，数据处理模块控制所述滑动架6围绕所述探头架5做圆周运动，同时，所述超声探头7对钢管进行超声检测；当所述滑动架6围绕所述探头架5绕行指定圈数后，所述数据处理模块控制所述滑动架6移动一个行进距离，同时，所述滑动架6继续围绕所述探头架5做圆周运动，所述超声探头7对钢管进行超声检测；

第四检测模式为指定线检测，所述数据处理模块对待检测的钢管进行三维建模，并将待检测的区域代入所述三维建模，数据处理模块根据检测的区域的三维坐标分析出移动函数组A0，A0=（A1,A2），其中，A1为所述滑台4的移动函数，A2为所述滑动架6的移动函数，A1与A2之间通过时间移动参量相关，所述数据处理模块控制所述滑动架6和所述滑台4至指定点位，运行移动函数组A0，同时，所述超声探头7对钢管进行超声检测。

通过设置多重检测模式，满足设备对于不同要求的检测，其中，第一检测模式和第二检测模式可应用于周向和横向的焊接检测，第三检测模式可用于钢管的整体检测，第四检测模式可用于钢管的重点区域检测，对于不同需求选取不同的检测模式，增加检测的效率。

具体而言，所述数据处理模块对待检测钢管进行分析，并与检测模式进行联动，生成超声波反射标准曲线，当采用第i检测模式对钢管进行超声检测时，超声波反射标准曲线为Bi，i=1，2，3，4，所述超声探头7按照选取的模式对钢管进行超声检测，并将检测的结果实时传输至所述数据处理模块，数据处理模块对检测的数据进整合生成超声波反射实际曲线S，数据处理模块将超声波反射实际曲线S与超声波反射标准曲线为Bi进行实时对比，对于超声波反射实际曲线S上的任一时刻t，其超声波反射的强度数值为Qs，超声波反射标准曲线为Bi在时刻t对应的超声波反射的强度数值为Qb，数据处理模块计算Qs与Qb之间的差值的绝对值Qz，Qz=∣Qs-Qb∣；

所述数据处理模块内设置有超声波反射的强度数值差值评价参数Pq，

若Qz≤Pq，数据处理模块判定所述超声探头7在时刻t检测的钢管点位不存在问题；

若Qz＞Pq，数据处理模块判定所述超声探头7在时刻t检测的钢管点位存在问题。

设置超声波反射标准曲线并将采集的数据实时与超声波反射标准曲线上的数据进行对比判定检测的点位是否存在问题，通过设置标准值，保障了检测的过程中数据的准确性，同时，减少人工主观判断的误差。

具体而言，若所述数据处理模块判定所述超声探头7在时刻t检测的钢管点位存在问题，数据处理模块暂停当前指定的检测模式，并控制所述滑台4和/或所述滑动架6在问题点位周围反复移动五次，同时，数据处理模块停止对超声波反射实际曲线S的描绘；问题点位周围的范围是在超声波反射标准曲线为Bi上[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域，其中，t1为问题点位检测范围的时序参数；

所述超声探头7五次检测存在问题点位周围的超声波反射的强度数值，并传递给所述数据处理模块，数据处理模块分析五次[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域的超声波反射强度数值曲线，并计算该检测区域的平均曲线Sw;

所述数据处理模块用平均曲线Sw代替原有超声波反射实际曲线S在[t-t1,t]时间段的波动曲线，并补充（t,t+t1]时间段的波动曲线。

对于存在问题的点位，数据处理模块控制滑台和/或滑动架在问题点位周围反复移动，多次检测数据，减少一次检测的误差，从而确保检测结果的准确性。

具体而言，所述数据处理模块内设置有第一类钢管缺陷、第二类钢管缺陷、第三类钢管缺陷、第四类钢管缺陷，并设置各类缺陷对应的缺陷曲线，分别为，第一类缺陷曲线Q1、第二类缺陷曲线Q2、第三类缺陷曲线Q3、第四类缺陷曲线Q4，数据处理模块将平均曲线Sw与第一类缺陷曲线Q1、第二类缺陷曲线Q2、第三类缺陷曲线Q3、第四类缺陷曲线Q4分别进行对比，逐一计算平均曲线Sw与各类缺陷曲线的相似度，平均曲线Sw与第一类缺陷曲线Q1的相似度为R1、与第二类缺陷曲线Q2的相似度为R2、与第三类缺陷曲线Q3的相似度为R3、与第四类缺陷曲线Q4的相似度为R4，其中，相似度数值最高的是Rj，Rj为R1、R2、R3、R4中的一个；

所述数据处理模块内设置有相似度评价值Rp,

若Rj≥Rp，则所述数据处理模块判定[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域存在第j类缺陷钢管问题；

若Rj＜Rp，则所述数据处理模块不对[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域存在的问题进行判定，数据处理模块对平均曲线Sw进行单独记录，由技术人员对缺陷问题进行判定。

通过预设常见问题的缺陷曲线，并与问题点位附近的曲线做对比，确定存在点位的问题，通过数字对比，增加结果的准确性。

具体而言，所述数据处理模块在完成用平均曲线Sw代替原有超声波反射实际曲线S在[t-t1,t]时间段的波动曲线，并补充（t,t+t1]时间段的波动曲线后，将超声探头7的位置调节至t+t1时刻对应的钢管检测位置，沿该位置继续进行钢管检测，同时，数据处理模块继续对超声波反射实际曲线S的描绘，

若在后续描述过程中，出现在时刻t’检测的钢管点位存在问题，按照上述对钢管缺陷进行判定的方法进行再次判定，直至完成指定的检测模式。

具体而言，若完成第i检测模式的过程中并未出现时刻t检测的钢管点位存在问题的现象，所述数据处理模块计算采集完成的超声波反射实际曲线S的风险值F，F=

，其中，T为超声波反射实际曲线S的反应的总时长，St’为在超声波反射实际曲线S上任一时刻t’时的超声波反射的强度数值，Bt’为在超声波反射标准曲线Bi’上任一时刻t’时的超声波反射的强度数值；

所述数据处理模块内设置有风险评价值Fp，

若F≥Fp，则所述数据处理模块判定，检测的钢管存在缺陷风险。

对钢管的整体进行数据分析，计算风险值，对于不存在缺陷的钢管进行预警，增加钢管在后期使用时的安全性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，包括，

钢管夹持座，其设置有两个，分别为第一夹持座、第二夹持座，用于对待检测钢管进行夹持；

横梁，其设置在所述钢管夹持座上方，并连接所述第一夹持座和所述第二夹持座，所述横梁底部设置有滑动槽；

滑台，其通过所述滑动槽设置在所述横梁上，所述滑台顶部设置有滑台电机，所述滑台电机能够带动滑台沿滑动槽移动；

探头架，其设置在所述滑台上，所述探头架整体为圆柱状，且中心设置有满足待检测钢管通过的圆形通孔；

滑动架，其设置在所述探头架上，并能够围绕所述探头架做圆周运动；

超声探头，其通过伸缩杆设置在所述滑动架上，所述伸缩杆和所述超声探头之间设有压力检测器；

数据处理模块，设置在所述钢管夹持座上，并与所述滑台电机、所述超声探头、所述滑动架、所述伸缩杆分别相连；所述数据处理模块内设置有若干检测模式能够针对待检测钢管进行特性检测，所述滑动架和所述探头架根据选取的检测模式移动至指定点位并根据选取的检测模式进行运转，所述超声探头实时对钢管进行超声检测，并将检测的结果实时传输至所述数据处理模块，数据处理模块对获取的检测的结果进行实时分析，确定钢管上存有问题的点位，所述滑动架和所述探头架反复围绕存有问题的点位移动，确定点位具体问题类型。

2.根据权利要求1所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，所述探头架分为外壁架和内壁架，外壁架和内壁架上分别设有位置相对应的滑槽；

所述滑动架上设置有第一夹块和第二夹块，所述第一夹块夹在所述外壁架上，所述第二夹块夹在所述内壁架上，各所述夹块内设置有滑动滚珠；

轴承，其设置在所述滑动架上，并位于所述外壁架和所述内壁架上的滑槽内；

第一电机，其设置在所述滑动架上，并能够带动所述滑动架围绕所述探头架做圆周运动；

第二电机，其设置在所述滑动架上，并与所述伸缩杆相连，所述第二电机能够带动伸缩杆伸缩；

所述第一电机和所述第二电机分别与所述数据处理模块相连，数据处理模块能够分别控制第一电机、第二电机的启动/停止，正转/反转。

3.根据权利要求2所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，在所述探伤系统运行初始阶段，所述第一夹持座和所述第二夹持座对待检测钢管进行夹持，所述数据处理模块控制所述滑台移动至初始位置，所述数据处理模块能够控制所述第二电机转动以带动所述伸缩杆伸长，所述压力检测器实时检测自身承受的压力P，并将检测结果传递至所述数据处理模块，数据处理模块内设置有压力评价参数Pz，

若P≥Pz，所述数据处理模块判定所述超声探头与待检测钢管贴合；

若P＜Pz，所述数据处理模块控制所述第二电机继续转动，控制所述伸缩杆伸长，直至P≥Pz。

4.根据权利要求3所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，所述数据处理模块内设置有对钢管的四种检测模式，分别为第一检测模式，第二检测模式，第三检测模式，和第四检测模式，其中，

第一检测模式为定位周向检测，所述数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台移动至指定点位后固定，数据处理模块控制所述滑动架围绕所述探头架做圆周运动，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测；

第二检测模式为定位横向检测，所述数据处理模块控制所述滑动架移动，带动所述超声探头至指定点位后固定，数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台做直线移动，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测；

第三检测模式为递进周向检测，所述数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台移动至指定点位，数据处理模块控制所述滑动架围绕所述探头架做圆周运动，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测；当所述滑动架围绕所述探头架绕行指定圈数后，所述数据处理模块控制所述滑动架移动一个行进距离，同时，所述滑动架继续围绕所述探头架做圆周运动，所述超声探头对钢管进行超声检测；

第四检测模式为指定线检测，所述数据处理模块对待检测的钢管进行三维建模，并将待检测的区域代入所述三维建模，数据处理模块根据检测的区域的三维坐标分析出移动函数组A0，A0=（A1,A2），其中，A1为所述滑台的移动函数，A2为所述滑动架的移动函数，A1与A2之间通过时间移动参量相关，所述数据处理模块控制所述滑动架和所述滑台至指定点位，运行移动函数组A0，同时，所述超声探头对钢管进行超声检测。

5.根据权利要求4所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，所述数据处理模块对待检测钢管进行分析，并与检测模式进行联动，生成超声波反射标准曲线，当采用第i检测模式对钢管进行超声检测时，超声波反射标准曲线为Bi，i=1，2，3，4，所述超声探头按照选取的模式对钢管进行超声检测，并将检测的结果实时传输至所述数据处理模块，数据处理模块对检测的数据进整合生成超声波反射实际曲线S，数据处理模块将超声波反射实际曲线S与超声波反射标准曲线为Bi进行实时对比，对于超声波反射实际曲线S上的任一时刻t，其超声波反射的强度数值为Qs，超声波反射标准曲线Bi在时刻t对应的超声波反射的强度数值为Qb，数据处理模块计算Qs与Qb之间的差值的绝对值Qz，Qz=∣Qs-Qb∣；

所述数据处理模块内设置有超声波反射的强度数值差值评价参数Pq，

若Qz≤Pq，数据处理模块判定所述超声探头在时刻t检测的钢管点位不存在问题；

若Qz＞Pq，数据处理模块判定所述超声探头在时刻t检测的钢管点位存在问题。

6.根据权利要求5所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，

若所述数据处理模块判定所述超声探头在时刻t检测的钢管点位存在问题，数据处理模块暂停当前指定的检测模式，并控制所述滑台和/或所述滑动架在问题点位周围反复移动五次，同时，数据处理模块停止对超声波反射实际曲线S的描绘；问题点位周围的范围是在超声波反射标准曲线为Bi上[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域，其中，t1为问题点位检测范围的时序参数；

所述超声探头五次检测存在问题点位周围的超声波反射的强度数值，并传递给所述数据处理模块，数据处理模块分析五次[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域的超声波反射强度数值曲线，并计算该检测区域的平均曲线Sw;

所述数据处理模块用平均曲线Sw代替原有超声波反射实际曲线S在[t-t1,t]时间段的波动曲线，并补充（t,t+t1]时间段的波动曲线。

7.根据权利要求6所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，所述数据处理模块内设置有第一类钢管缺陷、第二类钢管缺陷、第三类钢管缺陷、第四类钢管缺陷，并设置各类缺陷对应的缺陷曲线，分别为，第一类缺陷曲线Q1、第二类缺陷曲线Q2、第三类缺陷曲线Q3、第四类缺陷曲线Q4，数据处理模块将平均曲线Sw与第一类缺陷曲线Q1、第二类缺陷曲线Q2、第三类缺陷曲线Q3、第四类缺陷曲线Q4分别进行对比，逐一计算平均曲线Sw与各类缺陷曲线的相似度，平均曲线Sw与第一类缺陷曲线Q1的相似度为R1、与第二类缺陷曲线Q2的相似度为R2、与第三类缺陷曲线Q3的相似度为R3、与第四类缺陷曲线Q4的相似度为R4，其中，相似度数值最高的是Rj，Rj为R1、R2、R3、R4中的一个；

所述数据处理模块内设置有相似度评价值Rp,

若Rj≥Rp，则所述数据处理模块判定[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域存在第j类缺陷钢管问题；

若Rj＜Rp，则所述数据处理模块不对[t-t1,t+t1]时间段对应的检测区域存在的问题进行判定，数据处理模块对平均曲线Sw进行单独记录，由技术人员对缺陷问题进行判定。

8.根据权利要求7所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，所述数据处理模块在完成用平均曲线Sw代替原有超声波反射实际曲线S在[t-t1,t]时间段的波动曲线，并补充（t,t+t1]时间段的波动曲线后，将超声探头的位置调节至t+t1时刻对应的钢管检测位置，沿该位置继续进行钢管检测，同时，数据处理模块继续对超声波反射实际曲线S的描绘，

若在后续描述过程中，出现在时刻t’检测的钢管点位存在问题，按照上述对钢管缺陷进行判定的方法进行再次判定，直至完成指定的检测模式。

9.根据权利要求8所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，若完成第i检测模式的过程中并未出现时刻t检测的钢管点位存在问题的现象，所述数据处理模块计算采集完成的超声波反射实际曲线S的风险值F，F=

，其中，T为超声波反射实际曲线S的反应的总时长，St’为在超声波反射实际曲线S上任一时刻t’时的超声波反射的强度数值，Bt’为在超声波反射标准曲线Bi’上任一时刻t’时的超声波反射的强度数值；

所述数据处理模块内设置有风险评价值Fp，

若F≥Fp，则所述数据处理模块判定，检测的钢管存在缺陷风险。

10.根据权利要求2所述的用于无缝钢管的超声探伤系统，其特征在于，

所述第一夹持座和所述第二夹持座上分别设置有若干卡爪，各夹持座上的所述卡爪圆周分布，各卡爪与所述钢管夹持座之间设置有伸缩装置，各所述伸缩装置带动各所述卡爪伸长以对待检测钢管进行夹持；

所述数据处理模块控制所述滑台电机带动所述滑台移动，使得所述滑台贴合所述第一夹持座，使得所述滑台位于初始位置。

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