专利名称：变径厚壁管材水浸探伤仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是针对变径厚壁管材的金属制品进行超声波水浸探伤的仪器，特别是应用在军用的炮管上。
背景技术：
变径厚壁管材的金属制品在制造过程中，可能由于淬火的温度或时间，或者是金属内有夹渣，可能形成很多缺陷，是用人眼辨别不出来，由于是变径厚壁管材的直径大、重量大、长度长，所以用接触法探伤是很难实现的。
由于厚壁管的产品多样，同一支管子由于是变径，壁厚不均，使水钢界面的声程在探伤过程中发生变化，这种情况下如果采用常规静态调节伤闸门位置的方式，必然会造成水的界面波可能进入到伤闸门产生误报，或者伤闸门与界面波很远，则会产生漏报的现象。由于高压无缝炮管的变径多，同时在每个台阶的过渡中有一个圆弧的面，当壁厚发生变化时超声波在交界处反射波会增多，产生密布的杂波，在探伤过程中，造成误报。一根变径的钢管探伤一次很不容易，如果知道有伤但不能指导伤的位置，这样会给用户带来很大的麻烦。
发明内容
为解决以上问题，本实用新型为现场检测变径厚壁管材的金属制品提供了一种能保证判别缺陷准确可靠、具有界面跟踪、自动台阶监测、伤的定量定位特征的变径厚壁管材水浸探伤仪。
变径厚壁管材水浸探伤仪，由上位机、上位机通讯卡、显示器、高速采样板、下位机、下位机通讯卡、测速板、时序报警主板、时序报警副板、喷标板、显示板、单片机控制主板、单片机控制副板、主机接收板、前置板、探头组成，其特征在于该装置以上位机为控制核心，上位机通过ISA总线连接上位机通讯卡和高速采样板，显示器与上位机连接；下位机通过ISA总线连接下位机通讯卡和测速板，下位机通讯卡通过通讯线与上位机通讯卡连接；下位机通过ISA总线还连接时序报警主板、单片机控制主板、单片机控制副板；时序报警主板输出端连接显示板，时序报警主板连接时序报警副板，时序报警副板连接高速采样板和喷标板；每个主机接收板都分别连接单片机控制主板或单片机控制副板，并且每个主机接收板都分别与高速采样板、前置板、显示板相连接；前置板内设有发送单元和接收单元，在发送单元和接收单元之间设有若干个采样探头。
本实用新型的优点是变径厚壁管材水浸探伤仪解决了现场检测变径厚壁管材的金属制品，判别缺陷准确可靠。
图1是变径厚壁管材水浸探伤仪的结构示意图。
具体实施方式
见图1，变径厚壁管材水浸探伤仪以上位机为控制核心，上位机通过ISA总线连接上位机通讯卡和高速采样板，显示器与上位机连接；下位机通过ISA总线连接下位机通讯卡和测速板，下位机通讯卡通过50芯通讯线与上位机通讯卡连接；下位机通过ISA总线还连接时序报警主板、单片机控制主板、单片机控制副板；时序报警主板输出端连接显示板，时序报警主板连接时序报警副板，时序报警副板连接高速采样板和喷标板；每个主机接收板都分别连接单片机控制主板或单片机控制副板，并且每个主机接收板都分别与高速采样板、前置板、显示板相连接；前置板内设有发送单元和接收单元，在发送单元和接收单元之间设有若干个采样探头。
上位机通过ISA总线与上位机通讯卡、高速采样卡连接实时接收每个通道的波形。
通过上述波形数据，可以进行下面的功能分析和处理，以实现下述功能界面跟踪由于水浸探伤，因此在一次界面波和二次界面波之间如果有波就说明有伤，所以必须通过先找到一次界面波。为了使伤闸门与水钢界面的相对位置始终不变，采用界面跟踪方法来实现。水浸法探伤，也需要两个闸门，一个界面闸门和一个伤闸，界面闸门是水和钢管表面的闸门。由于高压无缝炮管或钢管有许多变径，当探伤从管的一端到另一端时，水和钢管的界面是随着变径的变化而变化的，通过软件实时对每幅波的判断实时跟踪这个界面，先找到一次界面波，一次界面波的特征是在始波的后面，也就是第二个最高波，通过软件判断后，并进行了一些干扰波处理过程，找到一次界面波，在一次界面波的位置形成一个界面闸门，同时伤闸门也随着界面闸门的位置变化而变化。
自动台阶监测由于高压无缝炮管或钢管的变径多，同时在每个变径的过渡中有一个圆弧的面，当壁厚发生变化时超声波在交界处反射波会增多，产生密布的杂波，在探伤过程中，由于应用了界面跟踪，造成误报。为解决此问题，我们设计了自动监测台阶的新技术，在探伤过程中，实时监测台阶，发现处于台阶交界处的杂波的点数超过一定范围时，判断为过台阶，同时为了避免误报，立即关闭伤闸门，当恢复正常后，又打开伤闸门，这样才能排除误报，保证完全探伤。
伤的定量定位对各种半径的厚壁试块进行试验，划出不同的试块的定量曲线，并存储到计算机，当检验厚壁管材时，把相应的定量曲线载入主画面，探伤人员就能根据曲线判断伤的大小和位置。通过定位计算，可以计算处当前伤的折射角度、深度、中心角度和弧长，实现了对伤的定位。
下位机连接单片机控制主板、单片机控制副板、时序报警主板、时序报警副板、测速板、下位机通讯卡，它是一个为上位机产生有效的波形的重要装置。
单片机控制主板发出整个系统的主振频率、0同步信号、选通道信号和脉冲发射时序信号，单片机控制主板和副板都能接收产生闸门信号，采集每个通道的闸门内的信息(伤波时间、伤波大小、底波时间、底波大小)，把上位机发来的衰减链(衰减、报警电平、抑制电平)传输到主机接收板，控制波形的高低，调整系统的垂直线性和水平线性。
时序报警主板接收单片机控制主板的时序信号和闸门信号，经过放大驱动后送到模拟显示箱的显示板和前置箱内的前置板。
时序报警副板是把时序报警主板放大后的时序信号送到上位机的高速采样板，同时把报警信号和耦合信号送到喷标板。
测速板是采集外部行车上的编码器的信号，计算出行车行走的距离，通过ISA总线送到下位机里，由下位机的程序根据探头落下时为零位置，同时开始探伤，当有伤出现时计算出伤的位置，同时根据每个探头的位置大小进行延迟一段时间后通知喷标板输出信号，控制喷枪在伤的位置上进行喷标，做出有伤的记号。
上位机通讯卡和下位机通讯卡是上位机和下位机的连接纽带，上位机的一些控制信号每个通道的参数，探伤的参数，每块主机板的参数都是通过它来传输的。
主机接收板接收单片机发来的时序信号、接收前置箱的前置板产生的回波信号、产生高速采样板的回波信号和模拟显示箱的显示板的回波信号。时序信号通过34芯彩带线，传输到主机接收板上；前置板的回波信号经过一个可编程增益放大电路放大波形，经过抑制电路后分成两路，一路经过波形放大，电平移位分送至高速采样卡和显示箱，另一路经过两个受控的单路模拟开关被分时选出一部分波形，经过模拟数字混合电路，可产生表示超声波发射多长时间的高电平有效的脉冲信号，及表示回波幅值高低的一段直流电压信号。控制两个模拟开关的脉冲为设定的高电平有效的缺陷波闸门和反射回波闸门，有单片机信号采集卡控制，在此有效电平范围内的波形即假定为缺陷波或反射回波，由此产生的直流电压和高电平脉冲送给单片机控制卡。
前置板接收时序报警板放大的时序信号、产生高压发射脉冲、接收探头的回波信号。
显示板接收主机接收板的回波信号，经过选道和放大，在示波管上显示当前通道的波形。
喷标板接收时序报警板的报警信号和耦合信号，输出可驱动2W/8欧姆喇叭的脉冲方波和驱动喷枪的交流220V的电压信号，产生声音报警和喷标记号。
本装置涉及的芯片连接方式及电路连接方式是本领域的通用技术，在此不作详细叙述。
权利要求1.变径厚壁管材水浸探伤仪，由上位机、上位机通讯卡、高速采样板、下位机、下位机通讯卡、测速板、时序报警主板、时序报警副板、喷标板、显示板、单片机控制主板、单片机控制副板、主机接收板、前置板、探头组成，其特征在于该装置以上位机为控制核心，上位机通过ISA总线连接上位机通讯卡和高速采样板，显示器与上位机连接；下位机通过ISA总线连接下位机通讯卡和测速板，下位机通讯卡通过通讯线与上位机通讯卡连接；下位机通过ISA总线还连接时序报警主板、单片机控制主板、单片机控制副板；时序报警主板输出端连接显示板，时序报警主板连接时序报警副板，时序报警副板连接高速采样板和喷标板；每个主机接收板都分别连接单片机控制主板或单片机控制主板，并且每个主机接收板都分别与高速采样板、前置板、显示板相连接；前置板内设有发送单元和接收单元，在发送单元和接收单元之间设有若干个采样探头。
专利摘要本实用新型变径厚壁管材水浸探伤仪，上位机连接上位机通讯卡和高速采样板，下位机连接下位机通讯卡和测速板；下位机还连接时序报警主板、单片机控制主板、单片机控制副板；时序报警主板输出端连接显示板，时序报警主板连接时序报警副板，时序报警副板连接高速采样板和喷标板；每个主机接收板都分别连接单片机控制主板或单片机控制副板，每个主机接收板都分别与高速采样板、前置板、显示板相连接；前置板内设有发送单元和接收单元，发送单元和接收单元之间设有采样探头。优点是应用界面跟踪、自动台阶监测、伤的定量定位技术使检测变径厚壁管材准确可靠。
文档编号G01N29/07GK2824031SQ20052009244
公开日2006年10月4日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者陈开云, 胡建华, 赵康平, 倪喃, 李久营 申请人:鞍山长风无损检测设备有限公司