专利名称：基于rov的水下数字超声波探伤仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及水下检测领域，具体涉及一种基于水下机器人(ROV)的水下 数字超声波探伤仪。
技术背景水下无损检测技术是随着水下工程崛起而发展起来的新技术。近年来，由 于近海设施，诸如海底管道、生产平台等的急剧增加，如何保证近海设施的安 全运行显得十分重要，此外对于大型船舰的水下监测也越来越受到进一步重视。目前，广泛采用的水下无损检测方法主要有目视检验法、超声波测厚和超声 波探伤等。水下超声波探伤是水下检测的重要内容，是发现水下金属结构内部 缺陷的主要的手段。运用水下机器人(R0V)代替潜水员进行水下探伤具有效率 高、深度大、不影响水工结构正常使用、可靠性高等特点，是水下检测的发展方向之一。目前，我国还没有能够运用于水下机器人(R0V)的水下数字超声波探伤仪。发明内容本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于ROV的水下 数字超声波探伤仪，该超声波探伤仪将水下超声探测设备和水上的虚拟设备同 步工作，实现了水下超声波探伤仪器远程控制、超声探伤数据管理、结果分析 和检测报告的自动生成等功能。本发明目的实现由以下技术方案完成一种基于R0V的水下数字超声波探伤仪，其特征在于所述探伤仪由水上设 备和水下设备构成，二者之间通过通信电缆连接，其中水下设备包括水密探头、 超声信号发射接收电路，水上设备包括超声波波形显示器，水密探头探得的信 号由超声信号发射接收电路传输至超声波波形显示器显示。水下设备的主体为一封闭壳体，壳体内部设置超声信号发射接收电路、模 数转换电路，以及由CPU、存储器和通信接口组成的数字超声波信号处理系统，其中超声信号发射接收电路通过电缆与位于壳体外部的水密探头连接，超声信号发射接收电路通过模数转换电路接CPU, CPU的通信接口通过通信电缆接超声波波形显示器。所述数字超声波信号处理系统接有液晶显示屏。 所述壳体上设有透明有机玻璃盖板。水上设备还包括计算机，计算机通过上位机软件来控制连接水下设备，并 显示波形、管理探伤数据信息。本发明的优点是，解决了水下数字超声波探伤数据传输、存储和混水条件 下探伤的难题，实现了整套设备的水下和水面的同步工作，实现了水下超声波 探伤仪器远程控制、超声探伤数据管理、结果分析和检测报告的自动生成等功 能。该装置便于潜水员携带、获取图像质量高、成本低，能够保证目视检测质 量、检测速度，低成本，适应于浑水等各种水域。
附图1为本发明结构布置示意图； 附图2为本发明水下设备结构布置示意图；具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说 明，以便于同行业技术人员的理解如图1-2所示，标号1-26分别表示水密探头1、超声发射接收电路2、 功放电路3、 D/A转换电路4、 A/D转换电路5、其他接口 6、信号调理放大电路 7、 CPU8、 RAM9、 R0M10、显示接口 11、通信接口 12、同轴电缆13、接线盒14、 视频线15、波形显示器16、数据线17、便携式电脑18、钢质仪器壳体19、水 密插座20、紧固螺钉21、透明有机玻璃盖板22、液晶显示屏23、水密插座24、 探头电缆25、水下设备26。本实施例涉及的探伤仪由水上设备和水下设备构成，水下设备的主体为一 封闭的钢质仪器壳体19，壳体19内部设置超声发射接收电路2、功放电路3、 D/A转换电路4、 A/D转换电路5、其他接口 6、信号调理放大电路7、 CPU8、 RAM9、 ROMIO、显示接口 11、通信接口 12，其中的CPU8、 RAM9、 ROMIO、显示接口 11 组成数字超声波信号处理系统，其中超声信号发射接收电路2通过探头电缆25与位于壳体19外部的水密探头连接，超声信号发射接收电路2通过功放电路3、 D/A转换电路4、 A/D转换电路5、其他接口6、信号调理放大电路7接CPU8， CPU8的通信接口 12通过同轴电缆13接超声波波形显示器16，壳体19内部设 置有液晶显示屏23，壳体19上设有透明有机玻璃盖板22。水上设备包括超声波波形显示器16、便携式电脑18，水密探头1探得的信 号经过CPU8处理后，经视频线15传输至超声波波形显示器16显示，经数据线 17接便携式电脑18，便携计算机18通过上位机软件来控制连接水下设备，并 显示波形、管理探伤数据信息。工作过程(1) 首先探明水下检测部位的基本情况，如检测对象的材质(如钢、 铜等)和检测对象表面情况，如粗糙度、海生物附着情况等；(2) 根据检测对象基本情况，确定采取清理手段，清理被检测对象表 面，如打磨。(3) 连接好整个探伤系统。(4) 根据检测对象的材质和探伤的目的，选择相应试块和探头，在陆 地上利用试块调整探伤基本参数。(5) 下水前准备检测；(6) 机器人或潜水员携带水下部分下水，潜到检测对象处，将探头紧 贴被检测对面表面；(7) 水面人员操作远程控制软件，根据需要调整探伤参数(如衰减系 数等)；如果是水下机器人，操作控制机械手移动探头。(8) 水面操作人员根据波形判断缺陷，并可存储记录探伤检测的波形 数据和探伤参数。(9) 检测结束后，潜水员或水下机器人上浮。用清水冲洗水下部分， 擦干壳体和探头，仪器装箱。本实施例中放置在水下的是实物设备，在水上根据水下设备传输的数据构 造了一台同步的水上虚拟设备。不仅实现了水下设备波形和水面波形同源、同 步显示，而且实现了超声检测数据波形图形传输和探伤数据的存储、传输路径 分离，使用者可以根据需要保存探伤数据，解决了超声检测海量数据传输和保存的难题。同时，水上设备(虚拟的)与水下设备操作显示同步、数据同源， 与目前国外的潜水员用水下超声波探伤仪方案不同，不仅节约了一台仪器，而 且使陆地上的超声检测专家不用潜水就可以代替潜水员进行水下探伤，大大提 高了水下超声检测结果的可靠性。本实施例采用新型深水水密插座20、 24，解决了穿越仪器壳体电缆的密封 问题；设计了远程虚拟设备面板，在计算机上操作虚拟面板，远端的水下设备 同步执行与真实面板同样的动作，实现了设备的远程控制。便携式电脑18的上 位机软件能够运用数据库管理检测对象信息、检测人员信息、仪器参数、探伤 数据，自动生成检测报告并将检测波形加入检测报告中，并能够打印、存储和 管理检测报告。本实施例能够在浑水水域使用。探头的水密性能能够承受100米水深压力。
权利要求
1.一种基于ROV的水下数字超声波探伤仪，其特征在于所述探伤仪由水上设备和水下设备构成，二者之间通过通信电缆连接，其中水下设备包括水密探头、超声信号发射接收电路，水上设备包括超声波波形显示器，水密探头探得的信号由超声信号发射接收电路传输至超声波波形显示器显示。
2. 根据权利要求1所述的一种基于R0V的水下数字超声波探伤仪，其特征在于水下设备的主体为一封闭壳体，壳体内部设置超声信号发射接收电路、 模数转换电路，以及由CPU、存储器和通信接口组成的数字超声波信号处 理系统，其中超声信号发射接收电路通过电缆与位于壳体外部的水密探头 连接，超声信号发射接收电路通过模数转换电路接CPU, CPU的通信接 口通过通信电缆接超声波波形显示器。
3. 根据权利要求2所述的一种基于R0V的水下数字超声波探伤仪，其特征在于所述数字超声波信号处理系统接有液晶显示屏。
4. 根据权利要求2所述的一种基于R0V的水下数字超声波探伤仪，其特征在于所述壳体上设有透明有机玻璃盖板。
5. 根据权利要求1所述的一种基于ROV的水下数字超声波探伤仪，其特征在 于水上设备还包括计算机，计算机通过上位机软件来控制连接水下设备， 并显示波形、管理探伤数据信息。
全文摘要
本发明涉及水下检测领域，具体涉及一种基于水下机器人(ROV)的水下数字超声波探伤仪，该探伤仪由水上设备和水下设备构成，二者之间通过通信电缆连接，其中水下设备包括水密探头、超声信号发射接收电路，水上设备包括超声波波形显示器，水密探头探得的信号由超声信号发射接收电路传输至超声波波形显示器显示，该装置便于潜水员携带、获取图像质量高、成本低，能够保证目视检测质量、检测速度，低成本，适应于浑水等各种水域。
文档编号G01N29/04GK101256172SQ200810034150
公开日2008年9月3日 申请日期2008年2月29日 优先权日2008年2月29日
发明者张文瑶, 王小伟, 赵兴群 申请人:中国人民解放军91872部队上海研究室