专利名称：一种枪管无损探伤系统的制作方法
技术领域：
本发明属于一种微磁探测装置，具体涉及枪管无损探伤装置。可便携、高性能的枪管无损探伤装置可以应用于多种枪械、钢管内膛的检测。
背景技术：
现有的探伤装置有多种，如超声波探伤、磁粉探伤、涡流探伤、渗透探伤、内窥镜、射线探伤、红外热波探伤、声共振无损探伤装置等，各种探伤装置在枪管的损伤探测中都有一定的局限性，如超声波探伤，由于探头不是枪管专用，探测效果不佳，并且对小于0.1mm以下的损伤还不能很好探测出来，内窥镜对枪管内部的损伤不能探测，磁粉、渗透探伤有污染，使用很不方便，射线探伤设备庞大，红外热波探伤检测深度还不够深；声共振无损探伤声发射信号十分微弱，易被环境噪声所掩盖，涡流探伤的分辨率不高，还没有针对枪管专用的探头。枪管探伤主要是两种状态的枪管探伤，一种是生产过程中，枪管是裸露状态，对该状态既可以从内部进行探伤，也可以从外部进行探伤；一种是使用状态，枪管不便从枪支中拆卸下来，基本采用从内部进行探伤，因此枪管探伤装置应该具备对上述两种状态的探测，同时应该对各种口径，尤其是小口径的小枪管和各种长度的枪管都能进行有效探测。
发明内容
本发明的目的是，提供一种对上述两种状态的枪管能够有效探测的探伤装置，能够对各种口径，尤其是包含5.45mm 口径的小枪管和各种长度的枪管，包含长度在Im左右的长枪管都能进行有效探测。本发明是这样实现的:一种枪管探伤仪，该探伤仪由显示系统、主机、PLC运动控制系统、外探装置、内探装置、移动滑台、枪管左支架、磁化装置、枪管右支架组成。其特征在于:所述的显示系统完成磁探伤软件的工作界面显示；所述的主机支撑运动控制卡、信号采集卡、软件系统、操作系统的运行；所述的PLC运动控制系统通过触屏方式完成对伺服电机的运动控制参数的设置，从而实现电动滑台的移动控制和枪管的转动控制；所述的外探装置由手柄、螺杆、探头架、外探头、下导轨、压板、滑板等组成。通过旋转手柄可以旋动滑板带动探头在下导轨的滑槽中移动，从而改变探头的径向位置，适应不同口径的枪管探测。所述的内探装置由内探头、探管、轴承、光轴支架、同步轮、同步带、电机、电机支架、电机控制盒、传感器信号采集与输出控制盒、支撑平板组成。内探头末端插入探管端槽中，紧配合。探头信号和电源线从探管中走，与航空插头相连。探管尾部套在轴承，两轴承各自固定在光轴支架上。电机控制盒控制电机运动，电机运动带动固定在电机轴上的同步轮转动，该转动通过同步轮带带动固定在探管上的同步轮转动，同步轮带动探管转动，从而实现探头对枪管的周向探测。电机固定在电机支架中。探头的周向探测和正反转动由电机控制盒开关和调速钮控制。支撑平板固定在电动滑台上，电动滑台的移动实现探头对枪管的轴向探测。所述的移动滑台由电动滑台完成，可在伺服电机的驱动下实现直线移动。所述的枪管左支架由捏手、尾架轴、尾架体、弹簧、轴用卡圈、孔用卡圈、轴承(带防尘盖)、轴用卡圈、顶尖、滑板、立柱、尾座基板、连接直角、顶丝、连接板等组成，右支架由连接弯板、联轴器、轴承座、主轴、伺服电机、立柱、滑板、连接直角、顶丝等组成。立柱由螺钉固定在纵向滑轨上，松动螺钉，可调整左右立柱在纵向滑轨上滑动，根据探测枪管的长度及探测位置的要求灵活确定左右立柱的位置。左右立柱由连接直角进行固定。伺服电机由螺钉固定在右支架的连接弯板上。由捏手、尾架轴、尾架体、弹簧、轴用卡圈、孔用卡圈、轴承(带防尘盖)、轴用卡圈、顶尖组成弹性调节装置。安装和拆卸枪管由枪管左支架的弹性调节装置辅助完成。转动装置由连接弯板、联轴器、轴承座、主轴、伺服电机组成。枪管的转动由转动装置带动实现。为适应不同口径的枪管，顶尖采用锥度为60度，直径为20_的圆锥体。所述的磁化装置采用亥姆霍兹线圈方式，通一定电流，亥姆霍兹线圈中产生空间均匀磁场，该磁场的强度由可调电压电源进行调节，采用蓄电池给该电源进行供电，以消除由于电源不稳定引起的纹波影响磁信号的探测。磁化线圈的设计主要解决待测枪管的损伤磁信号很微弱，难以探测的问题。通过磁化线圈可以提高待测枪管的损伤磁信号，以便进行探测。所述的枪管探伤仪，其特征在于:可以两种方式进行工作。一种工作方式为运动控制与信号采集独立进行，由PLC运动控制系统控制磁探装置的移动和枪管的转动，由磁信号采集和输出控制盒控制磁探头的信号采集与信号输出，通过示波器与磁信号采集和输出控制盒的连接，示波器显示磁探信号，该种方式操作简单明了，较适用于仅有定性判断的需求；一种工作方式为运动控制与信号采集同时进行，能够将缺陷进行准确定位，并对损伤进行定量分析。该种方式由枪管探伤仪软件系统通过运动控制驱动卡控制磁探装置的移动和枪管的转动，通过信号采集卡控制磁信号的采集，并在显示系统的软件工作界面中进行实时显示。这种工作方式，需有主机支撑信号采集卡、运动控制卡、探伤软件、操作系统，需有显示系统显示软件工作界面。所述的枪管探伤仪，其特征在于:既可以对枪管进行外探，也可以对枪管进行内探。外探装置适用于裸露的枪管损伤探测，内探装置适用于裸露的枪管损伤探测和装配在枪支中的枪管损伤探测。内外探装置可以实现对待测枪管的直线、螺旋、周向检测。内外探装置可以对Im左右长度内的、直径在50_内的枪管进行探测。所述的枪管探伤仪，其特征在于:外探装置与磁化装置一体化设计。外探装置固定在磁化装置的线圈架中，枪管从磁化线圈架中穿过，同时考虑到机械装置的小型化，磁化线圈架内径设计为50_，探头在外探装置中的移动方向为线圈架内径方向。目的在于增强探测效果，在外探装置工作过程中，磁化线圈工作，磁化线圈增强线圈包含段的待测枪管的磁化强度，这样探头更加有利地探测到待测段枪管的损伤微弱磁信号。所述的外探装置，其特征在于:外探方式设计为周向阵列结构形式，周向三个外探探头，均匀分布，三个探头可根据探测需要进行工作，实现对枪管的全面探测。所述的内探磁探头，其特征在于:其工作电路由五部分组成:非晶丝探头、激励电路、信号放大电路、整流滤波电路、反馈电路。激励电路采用有源振荡器，产生类似三角激励波；非晶丝探头在激励电路下工作，对枪管损伤进行磁信号感应，相应阻抗发生变化；信号放大电路将非晶丝阻抗变化引起的电压变化信号进行放大；整流滤波电路将经过放大的电压信号进行整流滤波，去掉干扰信号，保留有用信号；反馈电路作用有三点:首先改善输出电压与感应磁场的相应关系；然后改善输出频率特性；再是消除磁滞现象。通过该电路，能够实现对微弱磁场信号的感应，其磁场数量级可达到InT。
所述的外探磁探头，其特征在于:其工作电路由五部分组成:磁传感器、前置放大电路、二级放大电路、复位电路、偏置电路。磁传感器采用分辨率在27微高斯、灵敏度在3mv/v/0G的磁阻传感器；前置放大电路将磁阻传感器感应的微磁场信号进行第一级放大，放大倍数在20倍；二级放大电路进一步将信号放大10倍；偏置电路将输出信号偏置在供给电源的1/2处，保证输出信号满幅；复位电路解决干扰磁场信号使磁阻传感器饱和，不能正常工作的问题，通过该电路能够使恢复磁阻传感器正常工作状态。所述的一种枪管探伤软件，其特征在于:该软件由五部分组成:参数输入模块、磁信号采集与显示模块、传感器位置反馈信息模块、探测信号文件存储与回放模块、磁探信号损伤定位与定量分析模块。参数输入模块完成初始状态信息、待测枪管信息、运动控制信息的设置。初始状态信息指待测枪管检测零点位置、电动滑台运动起始位置。待测枪管信息指待测枪管名称、待测枪管直径和待测枪管长度。运动控制信息分为三种情况进行设置。一种为联动情况控制参数，一种为直线运动情况控制参数，一种为旋转运动情况控制参数。联动情况指待测枪管旋转和磁探头直线运动同时进行的情况。直线运动情况指待测枪管静止不动，磁探头直线运动的情况。旋转运动情况指待测枪管旋转，探头静止不动的情况。联动情况下的控制参数主要有三类参数需要设置:一类为阶段η的枪管旋转圈数、一类为阶段η的枪管旋转转速、一类为阶段η的磁探头位移。枪管旋转圈数指从零点开始到该阶段运动结束时的枪管旋转绝对位移值，单位是圈数(R)。磁探头位移指从零点开始滑台到该阶段运动结束时为止的滑台绝对位移值，单位是毫米(mm)。枪管旋转转速指枪管旋转速度，单位是每秒转(RPS)。根据需要可以分成一或二或三段进行控制。直线运动情况下的控制参数主要有二类参数需要设置:一类为磁探头直线运动位移；一类为磁探头直线运动速度。磁探头直线运动位移指从零点开始到该阶段运动结束时的滑台绝对位移值，单位是毫米mm。磁探头直线运动速度指滑台进给速度，单位是每秒毫米mm/s。旋转运动情况下的控制参数主要有二类参数需要设置:一类为待测枪管旋转圈数指从零点开始到该阶段运动结束时的枪管旋转绝对位移值，单位是圈数R。一类为待测枪管旋转转速指枪管旋转速度，单位是每秒转RPS。磁信号米集与显不模块有两种显不:一种为多个磁探信号在同一界面同时显不，一种为多个磁探信号在独立界面单独显示，同一界面同时显示有助于磁探阵列效果综合分析与比较；独立显示界面有助于清晰分析某一路的探测结果。这里设计了最多4路磁探信号显示界面。传感器位置反馈信息模块实现实时跟踪磁探头直线运动下对应待测枪管的轴向位置的动态显示。探测信号文件存储与回放模块实现基于磁探信号的波形的文件存储，并可随时读取与回放，以便分析。磁探信号损伤定位与定量分析模块实现基于磁探信号损伤定位与定量分析:缺陷的序号、缺陷的位置、缺陷距表位置、缺陷的宽度、缺陷的长度、缺陷的深度。可将上述信息进行打印。本发明的有益效果是:
1、适用于任何口径和长度的枪管，能够对各种口径，尤其是包含5.45mm 口径的小枪管和各种长度的枪管，包含长度在Im左右的长枪管都能进行有效探测。2、适用于多种状态下的枪管检测:单独的裸枪管、装配在枪支中的枪管；能够对枪管进行内探和外探；能够对枪管进行直线式、周向式、螺旋式探测；可以手动和自动操作；能够对枪管损伤状况进行准确定位、定性判断、定量分析，出具损伤探测报告。3、操作方便、效果直观。
图1是本发明的整体装置组成示意 图2是本发明的整体装置工作原理示意 图3是本发明的整体装置结构组成示意 图4是本发明的外探装置结构示意 图5是本发明的内探装置结构示意 图6是本发明的枪管支撑装置结构示意 图7是本发明的内探磁传感探头电路原理示意 图8是本发明的外探磁传感探头电路原理示意 图9是本发明的枪管探伤软件示意具体实施例方式下面结合附图对本发明的一种的实施例进行介绍:
如图1所示，一种枪管探伤仪组成示意图。该探伤仪由显示系统111、主机112、PLC运动控制系统113、外探装置114、内探装置115、移动滑台116、枪管左支架117、磁化装置118、枪管右支架119组成。如图2所示，一种枪管探伤仪工作原理示意图。该探伤仪可以两种方式进行工作。一种工作方式为运动控制与信号采集独立进行，由PLC运动控制系统113控制伺服电机1，伺服电机I控制电动滑台2，电动滑台2带动外探装置114和内探装置115按照设定的阶段运动参数进行移动；PLC运动控制系统113控制伺服电机214，伺服电机214控制枪管转动装置215，枪管转动装置215带动枪管按照设定的转速进行转动，外探装置114上的外探探头17和内探装置115上的内探探头44在磁信号采集和输出控制盒54控制下实现对枪管的损伤探测，探测到的信号经由磁信号采集和输出控制盒54通过数据输出线传输到示波器216进行实时显示。该种方式操作简单明了，较适用于仅有定性判断的需求；一种工作方式为运动控制与信号采集同时进行，能够将缺陷进行准确定位，并对损伤进行定量分析。该种方式由枪管探伤仪软件系统211通过运动控制驱动卡212控制伺服电机1，伺服电机I控制电动滑台2，电动滑台2带动外探装置114和内探装置115按照设定的阶段运动参数进行移动；软件系统211控制伺服电机214，伺服电机214控制枪管转动装置215，枪管转动装置215带动枪管按照设定的转速进行转动，软件系统211控制信号采集卡213，信号采集卡213控制磁信号采集和输出控制盒54，外探装置114上的外探探头17和内探装置115上的内探探头44在磁信号采集和输出控制盒54控制下实现对枪管的损伤探测，探测到的信号经由磁信号采集和输出控制盒54通过数据输出线传输到软件系统211进行实时显示。这种工作方式，需有主机支撑信号采集卡、运动控制卡、探伤软件、操作系统，需有显示系统显示软件工作界面。该探伤仪既可以对枪管进行外探，也可以对枪管进行内探。外探装置适用于裸露的枪管损伤探测，内探装置适用于裸露的枪管损伤探测和装配在枪支中的枪管损伤探测。为增强损伤的探测效果，设计上采用了磁化装置118，该磁化装置118采用亥姆霍兹线圈方式，通一定电流，亥姆霍兹线圈中产生空间均匀磁场，该磁场的强度由可调电压电源进行调节，采用蓄电池给该电源进行供电，以消除由于电源不稳定引起的纹波影响磁信号的探测。磁化线圈的设计主要解决待测枪管的损伤磁信号很微弱，难以探测的问题。通过磁化线圈可以提高待测枪管的损伤磁信号，以便进行探测。内外探装置可以实现对待测枪管的直线、螺旋、周向检测。内外探装置可以对Im左右长度内的、直径在50mm内的枪管进行探测。如图3所示，一种枪管探伤仪的整体装置结构组成示意图。该装置由伺服电机1、电动滑台2、捏手3、尾架轴4、内六角螺钉5、尾架体6、弹簧7、轴用卡圈8、孔用卡圈9、轴承(带防尘盖)10、轴用卡圈11、顶尖12、手柄13、螺杆14、线圈15、探头架16、探头17、螺钉18、销子19、下导轨20、压板21、滑板22、六角螺钉23、支撑平板24、滑块25、纵向滑轨26、主轴27、轴承座28、螺钉29、联轴器30、连接弯板31、螺钉32、螺钉33、滑板34、立柱35、顶丝36、连接直角37、连接板41、尾座基板42、探管43、内探头44、轴承45、同步轮46、同步带47、光轴支架48、螺钉49、电机支架50、电机51、电机控制盒52、传感器螺钉53、信号采集与输出控制盒54、航空插头55、屏蔽线56组成。如图4所示，一种枪管探伤仪的外探装置结构示意图。该装置由手柄13、螺杆14、探头架16、探头17、螺钉18、销子19、下导轨20、压板21、滑板22、六角螺钉23组成。手柄13与螺杆14通过销子19相连，螺钉18将压板21与下导轨20紧固，六角螺钉23将下导轨20固定在探头架16上，两个螺钉18将探头17固定在滑板22上，螺杆14通过下导轨20的光孔与滑板22的螺孔相连，通过旋转手柄13可以旋动滑板22带动探头17在下导轨20的滑槽中移动，从而改变探头的径向位置，适应不同口径的枪管探测。如图5所示，一种枪管探伤仪的内探装置结构示意图。该装置由内探头44、探管43、轴承45、光轴支架48、同步轮46、同步带47、电机51、电机支架50、电机控制盒52、传感器信号采集与输出控制盒54、支撑平板24、螺钉53、螺钉49、航空插头55、屏蔽线56组成。光轴支架48、电机支架50、传感器信号采集与输出控制盒54、电机控制盒52均由螺钉53、49固定在支撑平板24上。内探头44末端插入探管43端槽中，紧配合。屏蔽线56从探管43中走，与航空插头55相连。探管43尾部套在轴承45中，两轴承45各自固定在光轴支架48上。电机控制盒52控制电机51运动，电机51运动带动固定在电机轴上的同步轮461转动，该转动通过同步轮带47带动固定在探管43上的同步轮46转动，同步轮46带动探管43转动，从而实现探头44对枪管的周向探测。电机51固定在电机支架50中。探头44的周向探测和正反转动由电机控制盒52开关和调速钮控制。支撑平板24由螺钉56固定在电动滑台2上，电动滑台2的移动实现探头44对枪管的轴向探测。如图6所示，一种枪管探伤仪的枪管外探左右支架结构示意图。左支架117由捏手3、尾架轴4、尾架体6、弹簧7、轴用卡圈8、孔用卡圈9、轴承(带防尘盖)10、轴用卡圈11、顶尖12、滑板34、立柱35、尾座基板42、连接直角37、顶丝36、连接板41、内六角螺钉5、螺钉33组成，右支架119由连接弯板31、联轴器30、轴承座28、主轴27、伺服电机1、立柱35、滑板34、连接直角37、顶丝36、六角螺帽、螺钉29、螺钉32、螺钉33组成。立柱351由螺钉33固定在纵向滑轨26上，松动螺钉33，可调整左右立柱35在纵向滑轨26上滑动，根据探测枪管的长度及探测位置的要求灵活确定左右立柱35的位置。左右立柱35由连接直角37进行固定。伺服电机I由螺钉32固定在右支架119的连接弯板31上。由捏手3、尾架轴3、尾架体6、弹簧7、轴用卡圈8、孔用卡圈9、轴承(带防尘盖)10、轴用卡圈11、顶尖12组成弹性调节装置。安装和拆卸枪管由枪管左支架117的弹性调节装置辅助完成。转动装置215由连接弯板31、联轴器30、轴承座28、主轴27、伺服电机I组成。枪管的转动由转动装置215带动实现。为适应不同口径的枪管，顶尖12采用锥度为60度，直径为20mm的圆锥体。如图7所示，一种非晶丝传感器探头电路工作原理图。该电路由五部分组成:非晶丝探头612、有源振荡电路611、信号放大电路613、整流滤波电路614、反馈电路615。有源振荡器电路611，产生类似三角激励波；非晶丝探头612在激励电路下工作，对枪管损伤进行磁信号感应，相应阻抗发生变化；信号放大电路613将非晶丝阻抗变化引起的电压变化信号进行放大；整流滤波电路614将经过放大的电压信号进行整流滤波，去掉干扰信号，保留有用信号；反馈电路615作用有三点:首先改善输出电压与感应磁场的相应关系；然后改善输出频率特性；再是消除磁滞现象。通过该电路，能够实现对微弱磁场信号的感应，其磁场数量级可达到InT。如图8所示，一种磁阻传感器探头电路工作原理图。该电路由五部分组成:磁传感器711、前置放大电路713、二级放大电路714、复位电路712、偏置电路715。磁传感器711采用分辨率在27微高斯、灵敏度在3mv/v/0G ;前置放大电路714将磁传感器711感应的微磁场信号进行第一级放大，放大倍数在20倍；二级放大电路714进一步将信号放大10倍；偏置电路715将输出信号偏置在供给电源的1/2处，保证输出信号满幅；复位电路712解决干扰磁场信号使磁阻传感器饱和，不能正常工作的问题，通过该电路能够使恢复磁阻传感器正常工作状态。如图9所示，一种枪管探伤软件示意图。该软件814由五部分组成:参数输入模块811、磁信号采集与显示模块812、传感器位置反馈信息模块813、探测信号文件存储与回放模块815、磁探信号损伤定位与定量分析模块816。参数输入模块完811成初始状态信息817、待测枪管信息818、运动控制信息的设置819。初始状态信息817指待测枪管检测零点位置、电动滑台运动起始位置。待测枪管信息818指待测枪管名称、待测枪管直径和待测枪管长度。运动控制信息819分为三种情况进行设置。一种为联动情况控制参数，一种为直线运动情况控制参数，一种为旋转运动情况控制参数。联动情况指待测枪管旋转和磁探头直线运动同时进行的情况。直线运动情况指待测枪管静止不动，磁探头直线运动的情况。旋转运动情况指待测枪管旋转，探头静止不动的情况。联动情况下的控制参数主要有三类参数需要设置:一类为阶段η的枪管旋转圈数、一类为阶段η的枪管旋转转速、一类为阶段η的磁探头位移。枪管旋转圈数指从零点开始到该阶段运动结束时的枪管旋转绝对位移值，单位是圈数(R)。磁探头位移指从零点开始滑台到该阶段运动结束时为止的滑台绝对位移值，单位是毫米(mm)。枪管旋转转速指枪管旋转速度，单位是每秒转(RPS)。根据需要可以分成一或二或三段进行控制。直线运动情况下的控制参数主要有二类参数需要设置:一类为磁探头直线运动位移；一类为磁探头直线运动速度。磁探头直线运动位移指从零点开始到该阶段运动结束时的滑台绝对位移值，单位是毫米mm。磁探头直线运动速度指滑台进给速度，单位是每秒毫米mm/s。旋转运动情况下的控制参数主要有二类参数需要设置:一类为待测枪管旋转圈数指从零点开始到该阶段运动结束时的枪管旋转绝对位移值，单位是圈数R。一类为待测枪管旋转转速指枪管旋转速度，单位是每秒转RPS。磁信号采集与显示模块812有两种显不:一种为多个磁探信号在同一界面同时显不，一种为多个磁探信号在独立界面单独显示，同一界面同时显示有助于磁探阵列效果综合分析与比较；独立显示界面有助于清晰分析某一路的探测结果。这里设计了最多4路磁探信号显示界面。传感器位置反馈信息模块813实现实时跟踪磁探头直线运动下对应待测枪管的轴向位置的动态显示。探测信号文件存储与回放模块815实现基于磁探信号的波形的文件存储，并可随时读取与回放，以便分析。磁探信号损伤定位与定量分析部分816实现基于磁探信号损伤定位与定量分析:缺陷的序号、缺陷的位置、缺陷距表位置、缺陷的宽度、缺陷的长度、缺陷的深度。可将上述信息进行打印。
权利要求
1.一种枪管探伤仪，该探伤仪由显示系统、主机、PLC运动控制系统、外探装置、内探装置、移动滑台、枪管左支架、磁化装置、枪管右支架组成，其特征在于:所述的显示系统完成磁探伤软件的工作界面显示；所述的主机支撑运动控制卡、信号采集卡、软件系统、操作系统的运行；所述的PLC运动控制系统通过触屏方式完成对伺服电机的运动控制参数的设置，从而实现电动滑台的移动控制和枪管的转动控制；所述的外探装置由手柄、螺杆、探头架、外探头、下导轨、压板、滑板等组成，通过旋转手柄可以旋动滑板带动探头在下导轨的滑槽中移动，从而改变探头的径向位置，适应不同口径的枪管探测；所述的内探装置由内探头、探管、轴承、光轴支架、同步轮、同步带、电机、电机支架、电机控制盒、传感器信号采集与输出控制盒、支撑平板等组成，内探头末端插入探管端槽中，紧配合，探头信号和电源线从探管中走，与航空插头相连，探管尾部套在轴承，两轴承各自固定在光轴支架上，电机控制盒控制电机运动，电机运动带动固定在电机轴上的同步轮转动，该转动通过同步轮带带动固定在探管上的同步轮转动，同步轮带动探管转动，从而实现探头对枪管的周向探测，探头的周向探测和正反转动由电机控制盒开关和调速钮控制，支撑平板固定在电动滑台上，电动滑台的移动实现探头对枪管的轴向探测；所述的移动滑台由电动滑台完成，可在伺服电机的驱动下实现直线移动；所述的枪管左支架由捏手、尾架轴、尾架体、弹簧、轴用卡圈、孔用卡圈、轴承(带防尘盖)、轴用卡圈、顶尖、滑板、立柱、尾座基板、连接直角、顶丝、连接板等组成，右支架由连接弯板、联轴器、轴承座、主轴、伺服电机、立柱、滑板、连接直角、顶丝等组成，立柱由螺钉固定在纵向滑轨上，松动螺钉，可调整左右立柱在纵向滑轨上滑动，根据探测枪管的长度及探 测位置的要求灵活确定左右立柱的位置，左右立柱由连接直角进行固定，伺服电机由螺钉固定在右支架的连接弯板上，由捏手、尾架轴、尾架体、弹簧、轴用卡圈、孔用卡圈、轴承(带防尘盖)、轴用卡圈、顶尖组成弹性调节装置，安装和拆卸枪管由枪管左支架的弹性调节装置辅助完成，转动装置由连接弯板、联轴器、轴承座、主轴、伺服电机组成，枪管的转动由转动装置带动实现，为适应不同口径的枪管，顶尖采用锥度为60度，直径为20_的圆锥体；所述的磁化装置采用亥姆霍兹线圈方式，通一定电流，亥姆霍兹线圈中产生空间均匀磁场，该磁场的强度由可调电压电源进行调节，采用蓄电池给该电源进行供电，以消除由于电源不稳定引起的纹波影响磁信号的探测，磁化线圈的设计主要解决待测枪管的损伤磁信号很微弱，难以探测的问题，通过磁化线圈可以提高待测枪管的损伤磁信号，以便进行探测。
2.根据权利要求1所述的枪管探伤仪，其特征在于:可以两种方式进行工作，一种工作方式为运动控制与信号采集独立进行，由PLC运动控制系统控制磁探装置的移动和枪管的转动，由磁信号采集和输出控制盒控制磁探头的信号采集与信号输出，通过示波器与磁信号采集和输出控制盒的连接，示波器显示磁探信号，该种方式操作简单明了，较适用于仅有定性判断的需求；一种工作方式为运动控制与信号采集同时进行，能够将缺陷进行准确定位，并对损伤进行定量分析，该种方式由枪管探伤仪软件系统通过运动控制驱动卡控制磁探装置的移动和枪管的转动，通过信号采集卡控制磁信号的采集，并在显示系统的软件工作界面中进行实时显示，这种工作方式，需有主机支撑信号采集卡、运动控制卡、探伤软件、操作系统，需有显示系统显示软件工作界面。
3.根据权利要求1所述的枪管探伤仪，其特征在于:既可以对枪管进行外探，也可以对枪管进行内探，外探装置适用于裸露的枪管损伤探测，内探装置适用于裸露的枪管损伤探测和装配在枪支中的枪管损伤探测，内外探装置可以实现对待测枪管的直线、螺旋、周向检测，可以对Im左右长度内的、直径在50mm内的枪管进行探测。
4.根据权利要求1所述的枪管探伤仪，其特征在于:外探装置固定在磁化装置的线圈架中，枪管从磁化线圈架中穿过，同时考虑到机械装置的小型化，磁化线圈架内径设计为50_，探头在外探装置中的移动方向为线圈架内径方向，目的在于增强探测效果，在外探装置工作过程中，磁化线圈工作，，磁化线圈增强线圈包含段的待测枪管的磁化强度，这样探头更加有利地探测到待测段枪管的损伤微弱磁信号。
5.根据权利要求1所述的枪管探伤仪，其特征在于:外探方式设计为周向阵列结构形式，周向三个外探探头，均匀分布，三个探头可根据探测需要进行工作，实现对枪管的全面探测。
6.根据权利要求1所述的枪管探伤仪，其特征在于:既可以对枪管进行外探，也可以对枪管进行内探，所述的内探磁探头由五部分组成:非晶丝探头、激励电路、信号放大电路、整流滤波电路、反馈电路，激励电路采用有源振荡器，产生类似三角激励波；非晶丝探头在激励电路下工作，对枪管损伤进行磁信号感应，相应阻抗发生变化；信号放大电路将非晶丝阻抗变化引起的电压变化信号进行放大；整流滤波电路将经过放大的电压信号进行整流滤波，去掉干扰信号，保留有用信号；反馈电路作用有三点:首先改善输出电压与感应磁场的相应关系；然 后改善输出频率特性；再是消除磁滞现象，通过该电路，能够实现对微弱磁场信号的感应，其磁场数量级可达到InT。
7.根据权利要求1所述的枪管探伤仪，其特征在于:既可以对枪管进行外探，也可以对枪管进行内探，所述的外探磁探头的工作电路由五部分组成:磁传感器、前置放大电路、二级放大电路、复位电路、偏置电路，磁传感器采用分辨率在27微高斯、灵敏度在3mv/v/OG的磁阻传感器；前置放大电路将磁阻传感器感应的微磁场信号进行第一级放大，放大倍数在20倍；二级放大电路进一步将信号放大10倍；偏置电路将输出信号偏置在供给电源的1/2处，保证输出信号满幅；复位电路解决干扰磁场信号使磁阻传感器饱和，不能正常工作的问题，通过该电路能够使恢复磁阻传感器正常工作状态。
8.根据权利要求1所述的枪管探伤仪，其特征在于:可以两种方式进行工作，一种工作方式采用枪管探伤软件为运动控制与信号采集独立进行，另一种工作方式为在枪管探伤软件运动控制与信号采集同时，能够将缺陷进行准确定位，并对损伤进行定量分析，所述枪管探伤软件由五部分组成:参数输入模块、磁信号采集与显示模块、传感器位置反馈信息模块、探测信号文件存储与回放模块、磁探信号损伤定位与定量分析模块；参数输入模块完成初始状态信息、待测枪管信息、运动控制信息的设置，其中初始状态信息指待测枪管检测零点位置、电动滑台运动起始位置，待测枪管信息指待测枪管名称、待测枪管直径和待测枪管长度，运动控制信息分为三种情况进行设置:一种为联动情况控制参数，一种为直线运动情况控制参数，一种为旋转运动情况控制参数，联动情况指待测枪管旋转和磁探头直线运动同时进行的情况，直线运动情况指待测枪管静止不动，磁探头直线运动的情况，旋转运动情况指待测枪管旋转，探头静止不动的情况，联动情况下的控制参数主要有三类参数需要设置:一类为阶段η的枪管旋转圈数、一类为阶段η的枪管旋转转速、一类为阶段η的磁探头位移，枪管旋转圈数指从零点开始到该阶段运动结束时的枪管旋转绝对位移值，单位是圈数(R)，磁探头位移指从零点开始滑台到该阶段运动结束时为止的滑台绝对位移值，单位是毫米(mm)，枪管旋转转速指枪管旋转速度，单位是每秒转(RPS)，根据需要可以分成一或二或三段进行控制，直线运动情况下的控制参数主要有二类参数需要设置:一类为磁探头直线运动位移；一类为磁探头直线运动速度，磁探头直线运动位移指从零点开始到该阶段运动结束时的滑台绝对位移值，单位是毫米mm，磁探头直线运动速度指滑台进给速度，单位是每秒毫米mm/s，旋转运动情况下的控制参数主要有二类参数需要设置:一类为待测枪管旋转圈数指从零点开始到该阶段运动结束时的枪管旋转绝对位移值，单位是圈数R，一类为待测枪管旋转转速指枪管旋转速度，单位是每秒转RPS，磁信号采集与显示模块有两种显示:一种为多个磁探信号在同一界面同时显示，一种为多个磁探信号在独立界面单独显示，同一界面同时显示有助于磁探阵列效果综合分析与比较；独立显示界面有助于清晰分析某一路的探测结果，这里设计了最多4路磁探信号显示界面，传感器位置反馈信息模块实现实时跟踪磁探头直线运动下对应待测枪管的轴向位置的动态显示，探测信号文件存储与回放模块实现基于磁探信号的波形的文件存储，并可随时读取与回放，以便分析，磁探信号损伤定位与定量分析模块实现基于磁探信 号损伤定位与定量分析:缺陷的序号、缺陷的位置、缺陷距表位置、缺陷的宽度、缺陷的长度、缺陷的深度，可将上述信息进行打印。
全文摘要
本发明属于微磁探测领域，具体涉及一种枪管无损探伤系统。该系统针对枪管的两种状态生产状态(独立)和使用状态(已经装配在枪支中)均能进行缺陷无损探测的需求，设计两种探测方式—外探和内探相结合，采用高灵敏度快速响应的磁传感器或者磁传感器阵列，结合驱动、信号控制装置实现对各种口径和各种长度的枪管(生产状态或使用状态)的无损探伤，并基于枪管损伤特征建立缺陷判别模型，设计枪管探伤软件实现对损伤的准确定位和定量分析。该系统操作方便，效果直观。
文档编号G01N27/83GK103163212SQ20111040927
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者郭兴玲, 韩跃, 余勇, 雷卫武 申请人:浩华科技实业有限公司