CN204925039U - 一种石墨电极无损检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种石墨电极无损检测装置，是由气泵经高压脉冲锤控制器分别连接一个以上高压脉冲锤，一个以上高压脉冲锤沿被测石墨电极轴线方向等间距布设，在一个以上高压脉冲锤的对面对应贴有相同个数相同布设方式的拾音器，拾音器经信号调理电路和数据采集系统7与主控制器连接，工控机经主控制器与高压脉冲锤控制器连接构成。本实用新型能够自动完成高压电气锤的敲击，声波信号的自动检测和处理，石墨电极内部缺损自动识别，能够快速诊断石墨电极内部缺损状况，大大提高碳素厂的工作效率、提高产品合格率，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无损检测装置，尤其是用于炭素行业的一种石墨电极内部完整性检测装置。
背景技术
石墨电极作为炭素行业的一个重要支柱性产品，主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是电炉炼钢和其他电冶金行业的重要导电材料。
在石墨电极生产过程中，除了需要对其进行取样来分析理化指标外，还要对其内部结构进行检查，以防内部存在缺陷的石墨电极半成品进入后续工序而增加生产成本和产生废品。目前，在石墨电极的压型、焙烧、石墨化等工序，主要采用锤击法和机械切断切片抽检方法来检测其内部是否存在缺陷。锤击法是检查人员使用锤子对石墨电极进行敲打，根据声音判断其内部有无结构缺陷。此方法对检查人员的经验、能力、工作态度及操作稳定性等具有较强的依赖性，且目前无正规的行业和企业标准进行规范，仅依靠检查人员的个体行为进行判断，误判几率较高。机械切断切片法是一种有损检测方法，需要对抽检样品进行切断或切片，耗时长、成本高，且不能保证未被抽检产品的质量，不能满足大规格石墨电极内部质量检测的需要。
《超声波无损检测在大规格炭电极中的应用》提出利用超声波对石墨电极进行无损检测的方法，利用超声波在异质界面上会发生反射和折射现象，针对石墨电极内部的气孔、裂纹和分层等缺陷，探测超声波传播到此类缺陷发生的反射效应实现无损检测。该方法存在的问题是超声波在传输过程中衰减严重，对于大规格的石墨电极难以采集完整的声波参数，从而降低了检测准确性，且对于一根石墨电极要设置多个检测点进行一一检测，工作效率低。《基于红外测温技术的石墨电极内部缺陷诊断方法》提出一种利用红外测控技术对石墨电极内部缺陷进行诊断的方法，利用热传导规律，物体的表面温度取决于器内部结构、材料热物性、内部热扩散率、表面与外界环境热交换，石墨电极内部的缺陷会以相关部委的温度场异常为征兆表现出来。然后，利用方差法找出缺陷点并进行分析和诊断。该方法存在的问题是每次检测之前需要对石墨电极进行加热，加热过程耗能耗时，工作效率低，不利于实际生产使用。
本实用新型基于敲击法判断石墨内部缺陷的思想，提供一种石墨电极无损检测装置，利用高压脉冲锤敲击石墨电极，通过布置的拾音器检测其内部反射回的声波波形并进行分析来诊断内部缺陷情况。该方法通过装置的自动敲击、电子检测和智能识别自动完成石墨电极无损检测，一次敲击可以同时获得多个点的声波信号，且可以进行多个点的敲击获得更多的检测数据，因此受人工经验差别影响较小，检测效率和准确性大大提高。
发明内容
本实用新型的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种能够自动完成高压脉冲锤的自动锤击动作、阵列式拾音器自动检测和内部缺损的自动诊断功能的石墨电极无损检测装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种石墨电极无损检测装置，是由气泵5经高压脉冲锤控制器4分别连接一个以上高压脉冲锤1，一个以上高压脉冲锤1沿被测石墨电极轴线方向等间距布设，在一个以上高压脉冲锤1的对面对应贴有相同个数相同布设方式的拾音器2，拾音器2经信号调理电路8和数据采集系统7与主控制器6连接，工控机9经主控制器6与高压脉冲锤控制器4连接构成。
有益效果：能够自动完成高压电气锤的敲击，声波信号的自动检测和处理，石墨电极内部缺损自动识别，能够快速诊断石墨电极内部缺损状况，大大提高碳素厂的工作效率、提高产品合格率，降低生产成本。
附图说明
附图1为一种石墨电极无损检测装置结构图；
1高压脉冲锤，2拾音器，3石墨电极，4高压脉冲锤控制器，5气泵，6主控制器，7数据采集系统，8信号调理电路，9工控机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地说明。
一种石墨电极无损检测装置，是由气泵5经高压脉冲锤控制器4分别连接一个以上高压脉冲锤1，一个以上高压脉冲锤1沿被测石墨电极轴线方向等间距布设，在一个以上高压脉冲锤1的对面对应贴有相同个数相同布设方式的拾音器2，拾音器2经信号调理电路8和数据采集系统7与主控制器6连接，工控机9经主控制器6与高压脉冲锤控制器4连接构成。
石墨电极无损检测装置的检测方法，包括以下步骤，
A、将被测石墨电极粘贴高压脉冲锤和拾音器位置清理干净，并根据被测石墨电极的长度，延轴线方向等距离粘贴拾音器2，并在粘贴拾音器2的对面对应布设高压脉冲锤1；
B、工控机根据被测石墨电极的直径、长度、高压脉冲锤1的间距设定工作参数，包括敲击力度和敲击时间，从而控制高压脉冲锤控制器的开启大小和时间；
C、工控机给出测量指令，主控制器负责向高压脉冲锤控制器发送锤击指令，6个高压脉冲锤中的1个完成锤击后，6个拾音器同时检测反射的回的声波信号，然后再由其它5个高压脉冲锤依次进行敲击，每次敲击动作完成后，6个拾音器均进行声波检测，一个石墨电极检测过程可采集36组声波信号；
D、完成高压脉冲锤的锤击动作，拾音器检测石墨电极表面反射回的声波信号并经信号调理电路和数据采集系统得到声波信号的数据量，由主控制器负责向工控机上传采集的数据；
E、工控机对主控制器上传的采集数据进行数据分析和缺陷诊断；
F、工控机分析完36路声波数据后给出诊断结果，并在工控机9上显示。
石墨电极无损检测装置，其包括工控机、主控制模块、数据采集系统、信号调理电路、高压气锤、拾音器、气泵、高压脉冲锤控制器组成。气泵为气锤提供高压空气，主控器向高压脉冲锤控制器发出锤击指令进而控制脉冲锤实现锤击动作，拾音器检测石墨电极表面反射回的声波信号，由信号调理电路进行放大和滤波处理，处理后的模拟信号由数据采集系统进行模数转换，主控制器接收数据采集系统传输的声波数据，并上传到工控机进行频谱分析、缺损识别和检测结果显示，同时可以工控机可以设置装置相关工作参数。
实施例1
图1为本实用新型的结构图。6个高压脉冲锤1布置在被检测的石墨电极3上，与高压脉冲锤控制器4相连，高压脉冲锤控制器与气泵5相连，气泵5产生和存储高压气体，高压脉冲锤控制器4与主控制器6相连，在主控制器6的指令控制下实现开启和关闭功能，从而控制气泵5打入到6个高压脉冲锤1中的气体量和时间，从而控制锤击力度和锤击时间，主控制器6与工控机9相连，接收工控机9设置的工作参数，并上传装置测量的数据，由工控机9进行数据分析和诊断，6个拾音器1布置在石墨电极3的不同位置，在脉冲锤1敲击动作完成后，检测石墨电极3表面反射回的声波信号，声波信号经过信号调理电路8进行放大和滤波处理后由数据采集系统7进行模数转换得到数据量，数据采集系统7与主控制器6相连，将采集到的数据经由主控制器6上传至工控机9。装置在工作过程中，6个高压脉冲锤1中的其中1个进行锤击，6个拾音器2可以采集石墨电极3表面不同位置反射的声波信号，然后再依次由其它5个高压脉冲锤1进行敲击，因此检测一个石墨电极，通过6次敲击可以采集到36组声波信号，通过分析36个声波信号特征完成石墨电极内部缺损情况的诊断，可以大大提高诊断的准确率。
实施例2
图1为本实用新型的结构图。2个高压脉冲锤1布置在被检测的石墨电极3上，与高压脉冲锤控制器4相连，高压脉冲锤控制器与气泵5相连，气泵5产生和存储高压气体，高压脉冲锤控制器4与主控制器6相连，在主控制器6的指令控制下实现开启和关闭功能，从而控制气泵5打入到2个高压脉冲锤1中的气体量和时间，从而控制锤击力度和锤击时间，主控制器6与工控机9相连，接收工控机9设置的工作参数，并上传装置测量的数据，由工控机9进行数据分析和诊断，2个拾音器1布置在石墨电极3的不同位置，在脉冲锤1敲击动作完成后，检测石墨电极3表面反射回的声波信号，声波信号经过信号调理电路8进行放大和滤波处理后由数据采集系统7进行模数转换得到数据量，数据采集系统7与主控制器6相连，将采集到的数据经由主控制器6上传至工控机9。装置在工作过程中，2个高压脉冲锤1中的其中1个进行锤击，2个拾音器2可以采集石墨电极3表面不同位置反射的声波信号，然后再依次由其它1个高压脉冲锤1进行敲击，因此检测一个石墨电极，通过2次敲击可以采集到4组声波信号，通过分析4个声波信号特征完成石墨电极内部缺损情况的诊断，可以大大提高诊断的准确率。
实施例3
图1为本实用新型的结构图。8个高压脉冲锤1布置在被检测的石墨电极3上，与高压脉冲锤控制器4相连，高压脉冲锤控制器与气泵5相连，气泵5产生和存储高压气体，高压脉冲锤控制器4与主控制器6相连，在主控制器6的指令控制下实现开启和关闭功能，从而控制气泵5打入到8个高压脉冲锤1中的气体量和时间，从而控制锤击力度和锤击时间，主控制器6与工控机9相连，接收工控机9设置的工作参数，并上传装置测量的数据，由工控机9进行数据分析和诊断，8个拾音器1布置在石墨电极3的不同位置，在脉冲锤1敲击动作完成后，检测石墨电极3表面反射回的声波信号，声波信号经过信号调理电路8进行放大和滤波处理后由数据采集系统7进行模数转换得到数据量，数据采集系统7与主控制器6相连，将采集到的数据经由主控制器6上传至工控机9。装置在工作过程中，8个高压脉冲锤1中的其中1个进行锤击，8个拾音器2可以采集石墨电极3表面不同位置反射的声波信号，然后再依次由其它7个高压脉冲锤1进行敲击，因此检测一个石墨电极，通过8次敲击可以采集到36组声波信号，通过分析64个声波信号特征完成石墨电极内部缺损情况的诊断，可以大大提高诊断的准确率。
实施例4
图1为本实用新型的结构图。16个高压脉冲锤1布置在被检测的石墨电极3上，与高压脉冲锤控制器4相连，高压脉冲锤控制器与气泵5相连，气泵5产生和存储高压气体，高压脉冲锤控制器4与主控制器6相连，在主控制器6的指令控制下实现开启和关闭功能，从而控制气泵5打入到16个高压脉冲锤1中的气体量和时间，从而控制锤击力度和锤击时间，主控制器6与工控机9相连，接收工控机9设置的工作参数，并上传装置测量的数据，由工控机9进行数据分析和诊断，16个拾音器1布置在石墨电极3的不同位置，在脉冲锤1敲击动作完成后，检测石墨电极3表面反射回的声波信号，声波信号经过信号调理电路8进行放大和滤波处理后由数据采集系统7进行模数转换得到数据量，数据采集系统7与主控制器6相连，将采集到的数据经由主控制器6上传至工控机9。装置在工作过程中，16个高压脉冲锤1中的其中1个进行锤击，16个拾音器2可以采集石墨电极3表面不同位置反射的声波信号，然后再依次由其它15个高压脉冲锤1进行敲击，因此检测一个石墨电极，通过16次敲击可以采集到256组声波信号，通过分析256个声波信号特征完成石墨电极内部缺损情况的诊断，可以大大提高诊断的准确率。
Claims (1)
1.一种石墨电极无损检测装置，其特征在于，是由气泵(5)经高压脉冲锤控制器(4)分别连接一个以上高压脉冲锤(1)，一个以上高压脉冲锤(1)沿被测石墨电极(3)轴线方向等间距布设，在一个以上高压脉冲锤(1)的对面对应贴有相同个数相同布设方式的拾音器(2)，拾音器(2)经信号调理电路(8)和数据采集系统(7)与主控制器(6)连接，工控机(90经主控制器(6)与高压脉冲锤控制器(4)连接构成。
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