智能磁粉探伤机的制作方法

文档序号:10505219
智能磁粉探伤机的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能磁粉探伤机,属于磁粉检测技术领域,包括主机和附件,主机包括主机框架机构、固定电极箱机构、移动磁化系统、移动夹紧系统、喷液及回收机构、磁化电源系统、荧光暗室系统、控制中心、退磁系统和触发系统;附件包括荧光磁粉、电位器、熔断器;其中控制中心集中安装在电气控制柜中,设备所有操作控制均由控制系统完成,控制系统包括设备控制面板、辅助操作面板和控制电路配电板。本发明的有益效果,智能磁粉探伤机为机电分开结构,多用途磁粉探伤检测设备。磁化电源系统可进行直接通电法、中心导体穿棒法、线圈法等对大、中型零部件的局部和整体磁粉探伤检测。配置荧光灯和暗室,可进行荧光磁粉探伤检测,提高检测灵敏度。
【专利说明】
智能磁粉探伤机
技术领域
[0001 ]本发明涉及磁粉检测技术领域,特别涉及一种智能磁粉探伤机。
【背景技术】
[0002] 磁粉检测是五种应用较为广泛的无损检测方法之一,是发现铁磁性材料制成的飞 机、发动机零件表面和近表面缺陷的重要检测手段。在飞机使用维修中,经常采用磁粉检 测,来检查可拆卸的零件以及在飞机上可达性好、便于安放磁化装置和浇注磁悬液,并且可 以直接观察的零件。该方法探伤灵敏度高、可靠性好,使用简便,通用性强,根据检验结果可 以准确直观地确定出缺陷的位置、形状和大小。
[0003] 磁粉检测方法在航空维修中不仅应用的历史最早,而且推广应用的范围也最广。 在当前,无论是在外场维修中,还是在各大飞机修理厂中。对于钢磁材料零件表面缺陷的探 伤检查,一般采用磁粉检验法。所以,磁粉检验法在航空维修无损检测中占有重要的地位。
[0004] 目前使用的磁粉探伤机多为上世纪六七十年代生产的固定式或移动式磁粉探伤 机,体积大,功能单一,剩磁不稳定,磁化电流采用指针式电表显示,精确度不高,这些仪器 存在灵敏度低、可靠性低等问题。对于某些零件,需要较大电流,外场探伤时,需把零件从飞 机上分解下来,拿到修理厂用固定式磁粉探伤机检测,部队现在用固定式磁粉探伤机故障 率较高,不能保障航空维修磁粉探伤的需求,使得漏检率较高,严重威胁着飞行安全。
[0005] 无损探伤人员流动性很大,技术力量不能长久保留,这是当前我军无损检测存在 的主要问题之一。如何通过提高探伤仪性能,增加仪器功能、简化操作程序等技术手段来弥 补探伤人员技术能力不足,这也是急待解决的难题。

【发明内容】

[0006] 本发明针对现有技术的不足,提供一种智能磁粉探伤机,能有效克服固定式或移 动式磁粉探伤机,体积大,功能单一,剩磁不稳定,磁化电流采用指针式电表显示,精确度不 高,这些仪器存在灵敏度低、可靠性低等问题。
[0007] 为解决以上问题,本发明采用的技术方案如下:一种智能磁粉探伤机,包括主机和 附件,主机包括主机框架机构、固定电极箱机构、移动磁化系统、移动夹紧系统、喷液及回收 机构、磁化电源系统、荧光暗室系统、控制中心、退磁系统和触发系统;附件包括荧光磁粉、 电位器、熔断器;其中控制中心集中安装在电气控制柜中,设备所有操作控制均由控制系统 完成,控制系统包括设备控制面板、辅助操作面板和控制电路配电板。
[0008] 作为优选,主机框架机构采用5#槽钢做主骨架,正面和背面采用活动门结构。
[0009] 作为优选,固定电极箱机构采用A3铁板做骨架,电极轴安装在法兰套内,法兰套安 装在由电极箱两侧所焊接的40角钢做支承的环氧板上;电机轴尾端安装有弹簧伸缩机构, 配合移动夹持机构对工件进行夹持,当工件上料至两电级盘之间,夹持机构电动行走,将工 件固定在两电极盘之间,在固定电极箱内的电极轴尾端安装弹簧。
[0010] 作为优选,移动磁化系统包括托板、磁化线圈、行走机构及滑块;线圈采用环氧板 做骨架,采用铜排作为线圈的内芯;行走机构由三相异步电机带动减速机,通过减速机带动 齿轮,在导轨上行走,三相异步电机的工作与否是通过PLC进行控制;整个机构依托托板以 及托板下的两个滑块实现支承,托板采用A3铁板制作。
[0011] 作为优选,移动夹持系统包括移动电极箱、行走机构和滑块,移动电极箱采用A3铁 板做骨架,冷乳板做外包,电极轴安装在由电极箱两侧所焊接的40角钢做支承的环氧板上, 行走机构安装在电极箱内部,通过三相异步电机带动减速机,通过减速机带动齿轮,在导轨 上行走,三相异步电机的工作与否是通过PLC进行控制;在电极箱底部安装有4个滑块,滑块 安装在直线导轨上,通过行走机构的齿轮在导轨上行走,滑块带动电极箱的移动,实现夹持 系统的移动。
[0012] 作为优选,喷液及回收机构包括积液槽和积液箱,喷淋多出来的磁悬液将会通过 坡度流到落水口,落水口与积液箱的过滤网相连接;集液槽和储液箱均由非磁性不锈钢板 制成,储液箱设计成圆形结构,其下面设有放液口,方便储液箱的清理和磁悬液的更换;储 液箱上面装有抽液栗,进行磁悬液的搅拌和喷洒;箱盖上装有磁悬液过滤板,对磁悬液进行 回收过滤循环利用。
[0013] 作为优选,磁化电源系统的主电路采用新型可控硅无级调压电路,用大功率隔离 输出变压器,以低电压大电流方式输出;磁化电源系统所用的变压器由环氧板做骨架,铜排 绕制线包,矽钢片堆叠、拼装、焊接、打磨、涂胶制作而成。
[0014] 作为优选,荧光暗室系统包括暗室和荧光灯,暗室采用方形钢管骨架,遮光布帘制 作,暗室外包为遮光布帘;荧光灯采用大面积高强度荧光灯系统,包括5只高清度黑光灯管、 反光罩和镇流器。
[0015] 作为优选,退磁系统采用专用数字电路,单片机控制,电网电压取样,产生同步过 零脉冲。退磁时脉冲从最大按微分曲线衰减的电流流过纵向磁化线圈。
[0016] 本发明的有益效果:智能磁粉探伤机为机电分开结构,多用途磁粉探伤检测设备。 磁化电源系统可进行直接通电法、中心导体穿棒法、线圈法等对大、中型零部件的局部和整 体磁粉探伤检测。配置荧光灯和暗室,可进行荧光磁粉探伤检测,提高检测灵敏度。
[0017] 型智能磁粉探伤机用于完成现役飞机、发动机铁磁性零部件的磁粉探伤。设备采 用人机界面系统进行人机对话,通过单片机系统对磁化电流、磁化时间、退磁电流、磁化退 磁时间等参数进行数字设定、数字显示、闭环控制、自动跟踪,磁化电流跟踪精度误差< 土 5%,避免电流调节的繁锁,提尚电流显不精度,大大地提尚了检测精度。
[0018] 采用可编程控制器(PLC)对设备进行集中控制,设备的所有开关(按钮开关、检测 开关等)、执行动作、逻辑互锁、工艺流程等均由可编程控制器完成,可进行每个功能动作的 单步控制,亦可进行设备检测工艺流程的自动程序控制,并可根据用户要求适时调整自动 控制的工艺流程程序。
【附图说明】
[0019] 图1为智能探伤机结构示意图;
[0020]图2为主机框架机构示意图;
[0021]图3为固定电极箱机构示意图;
[0022]图4为线圈法纵向磁化不意图;
[0023]图5为移动磁化系统结构示意图;
[0024]图6为移动夹紧系统结构示意图;
[0025] 图7为周向磁化直接通电法示意图;
[0026] 图8为手持喷淋枪和磁悬液收集槽结构示意图;
[0027]图9为9?光观察系统结构不意图;
[0028]图10为控制面板结构示意图;
[0029]图11为辅助操作面板结构示意图;
[0030]图12为控制柜结构示意图;
[0031]图13为控制柜原件摆布图。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对 本发明做进一步详细说明。
[0033]功能设计:
[0034] 磁粉检测中,缺陷能否由磁痕显示和显示的清晰程度主要取决于其产生漏磁通的 多少,即缺陷表面上漏磁场强度的大小。漏磁场强弱的一个重要影响因素是磁场与缺陷主 平面的交角。当磁化方向与缺陷主平面垂直时,缺陷漏磁场最强,即检测灵敏度最高。而当 两者平行时,因为缺陷并不切割磁力线,漏磁场几乎不存在,缺陷难以检出。在实际应用中, 尽可能选择与缺陷面垂直的磁化场(最少不低于45° ),以确保检测效果。航空维修中,由于 工件中的缺陷可能有各种取向,有的很难预计,为了发现不同方向的缺陷,需要不同的磁化 方法,以便于在工件中建立不同方向的磁场。根据在工件中建立磁场的方向,通常分为周向 磁化、纵向磁化和复合磁化。航空维修中,根据缺陷产生的方向,可以通过支杆电级和线圈 实现上述磁化功能,工件表面磁场强度的大小可以通过高斯计测量。
[0035] ( - )周向磁化
[0036] 周向磁化是在工件中建立一个沿圆周(与轴线垂直)方向的磁场,主要用于发现纵 向(轴向)、和接近纵向(夹角小于45°)的缺陷。航空维修中常用直接通电法、中心导体法实 现对工件的周向磁化,以上功能可以通过磁化夹持装置实现。
[0037] (二)纵向磁化
[0038] 纵向磁化是使工件得到一个与其轴线平行方向的磁化,用于发现与其轴线垂直的 横向(或周向)和接近横向(夹角小于45°)的缺陷。纵向磁化方法可以通过磁化线圈实现。 [0039](三)退磁
[0040]经过磁粉探伤的工件会保留剩磁,剩磁会使工件在后续的加工、使用过程中会产 生麻烦,例如:带剩磁的工件在加工、使用中会吸附金属粉、肩,轻则影响工作,重则危及运 行的安全,像轴承、油路系统工件,工作在摩擦部位的工件等;剩磁会对精密仪器,电子器件 的工作产生干扰,像飞机或船的罗盘、仪表表头等;带有剩磁的工件在电弧焊接时会产生电 弧偏吹,电镀时会产生电镀电流偏移等。因此,在大多数情况下是有害的,应将剩磁降低到 不影响使用的程度。
[00411退磁是去除工件中剩磁、使工件材料磁畴重新恢复到磁化前那种杂乱无章状态的 过程。退磁时,就要求当外磁场回到零时,工件中的磁感应强度(剩磁)也趋近于零或降低到 必要限度之内,利用退磁系统可实现退磁功能,退磁程度可用磁强仪测量。
[0042]总体构成:(如图1所示)
[0043] 智能磁粉探伤机由主机和附件组成。仪器的主机主要包括主机框架机构、固定电 极箱机构、移动磁化系统、移动夹紧系统、喷液及回收机构、磁化电源系统、荧光暗室系统、 控制中心、退磁系统、触发系统等;随机附件主要包括荧光磁粉、电位器、熔断器等。其中控 制中心集中安装在电气控制柜中,设备所有操作控制均由控制系统完成,控制系统包括设 备控制面板、辅助操作面板和控制电路配电板。探伤人员操作时通过人机界面系统完成对 检测设备的控制与最终信息的显示,仪器配有智能探伤和常规探伤操作软件,智能操作软 件为操作人员提供了全中文的人机对话环境,将操作人员使用仪器的步骤减少到最低程 度。
[0044] 1主机框架机构
[0045]如图2所示,该机构采用优质5#槽钢做主骨架,人工焊接,打磨涂装而成,正面和背 面采用活动门结构,拆装方便,骨架以及活动门涂装均为喷塑工艺,外表光滑,不易生锈。采 用喷塑工艺代替传统的油漆工艺,防生锈效果好。
[0046] 2固定电极箱机构
[0047] 如图3所示,固定电极箱采用优质A3铁板做骨架,通过人工焊接完成框架,在使用 优质的冷乳铁板,对整个机箱进行包装外壳,箱体与外壳包装均采用喷塑工艺进行涂装。电 极轴安装在法兰套内,为了保证绝缘,法兰套安装在由电极箱两侧所焊接的40角钢做支承 的环氧板上,使电极轴与电极箱及电机轴与床身做到绝缘。电机轴尾端安装有弹簧伸缩机 构,可以配合移动夹持机构对工件进行夹持,当工件上料至两电级盘之间,夹持机构电动行 走,将工件固定在两电极盘之间,为防止设备与工件之间发生打火,以及工件夹持松懈使工 件磁化效果不明显,特在固定电极箱内的电极轴尾端安装优质弹簧,弹簧直径为100mm,长 度为152mm,可伸缩量在0-50mm之间,本设备采用伸缩量为30mm,可以在夹持工件时,配合电 机轴实现弹簧夹持。为了保证30mm的伸缩量准确,在电极箱内的电机轴尾端30mm处装有行 程开关,控制好弹簧的伸缩量。
[0048] 3移动磁化系统
[0049] 线圈法是将工件放在通电线圈内进行磁化,如图4所示。线圈法可以对工件实现纵 向磁化,用于发现与其轴线垂直的横向(或周向)和接近横向(夹角小于45°)的缺陷。航空维 修中常用于检查承力螺栓等轴类零件的周向缺陷。
[0050] 磁粉检测中的磁化线圈多为有限长线圈,对于长度为L,直径为D,单位长度上匝数 为η的螺线管,当通以电流I时,其轴线上任意点的磁场为:
[0052]式中,&和说分别为线圈轴线上任意点与线圈两端口外缘的连线与轴线的夹角。
[0053] 在线圈轴线中点,由于cos& = _cos0i,于是
[0054] H=nIcosP
[0055] 或
[0057]式中,β为线圈对角线与轴线的夹角;N为线圈的总匝数。
[0058]线圈法纵向磁化是一种方便、高效的磁化方法,对中小工件的整体磁化非常适用, 对轴类工件中最具有危险性的横向缺陷的检测灵敏度很高。对于大型工件或形状不规则的 工件,在不能采用固定线圈进行纵向磁化时,也可以在工件上缠绕电缆,形成螺线管线圈, 磁化时,也能产生沿工件轴线方向的磁化。
[0059] 当工件在线圈内进行纵向磁化时,端面形成磁极,工件内产生退磁场,从而减弱工 件内的磁化场,使有效磁场强度小于磁化场。退磁场的大小取决于工件长度与直径的比值 L/D,所以,在线圈法纵向磁化中,所有的磁化规范都与L/D有关。L/D越小,退磁场越大,这时 所需的磁化电流也越大。当L/D〈2时,退磁场太大,应设法降低退磁场,这时可将多个被检工 件串接起来一起磁化,或者在工件两端加接与被检工件材料相近的磁极块,可以改善L/D 值,降低磁化电流。L/D增大时,退磁场将下降,当L/D增大到一定程度时,L/D的变化对退磁 场的影响将很微弱,故规范中将L/D> 15时的数值统一按比例15计算。
[0060] 磁化长工件时,要注意线圈的有效磁化区,一般说来,在线圈两端面各沿轴向外延 一个线圈半径(或200mm)的距离范围内为有效磁化区,工件超过450mm长度应分段磁化检 查。
[0061] 航空维修中,工件紧贴线圈内壁放置,线圈的安匝数IN为:
[0063]式中,L/D为工件的长径比。要根据航空维修被检零件的特点,设计线圈的匝数为4 0?,线圈内径为400mm。
[0064] 如图5所示,移动磁化系统主要由托板、磁化线圈,行走机构及滑块组成。线圈采用 优质环氧板做骨架,采用导电优良的铜排作为线圈的内芯,通电时所产生的磁势分布均匀, 磁场线范围适中,磁场稳定性高,对工件的磁化感应效果好。行走机构主要由三相异步电机 带动减速机,通过减速机带动齿轮,在导轨上行走,速度稳定,三相异步电机的工作与否是 通过PLC进行控制。整个机构依托托板以及托板下的两个滑块实现支承,托板采用优质A3铁 板制作,强度高,稳定性好。整个机构采用喷塑工艺进行涂装,线圈使用红色作为主色,对线 圈工作运动时起到警示作用。
[0065] 考虑到设备使用时,工件过长会影响到磁化效果,所以将线圈设定为移动线圈,移 动线圈安装在导轨上,通过电机带动齿轮,在导轨上行走,当磁化时,线圈位置即可实现不 同位置改变。
[0066] 4移动夹紧系统
[0067] 如图6所示,移动夹持系统是由移动电极箱、行走机构、滑块三个部分组成的。移动 电极箱采用优质的A3铁板做骨架,优质冷乳板做外包,为了保证绝缘,电极轴安装在由电极 箱两侧所焊接的40角钢做支承的环氧板上,电极轴与电极箱做到完美绝缘,行走机构安装 在电极箱内部,通过三相异步电机带动减速机,通过减速机带动齿轮,在导轨上行走,速度 稳定,三相异步电机的工作与否是通过PLC进行控制。在电极箱底部安装有4个滑块,滑块安 装在直线导轨上,通过行走机构的齿轮在导轨上行走,滑块带动电极箱的移动,实现夹持系 统的移动。
[0068] 夹持系统的移动为电动移动,当工件上料在两电极盘之间,通过电动移动夹紧系 统的,当工件近乎夹紧时,通过与固定电极箱的配合,移动夹持系统会继续前进30mm,通过 固定电极箱内的弹簧压缩,使工件夹持。
[0069]整个夹紧系统的工作原理如下:当工件上料至磁化工位时,工件的一端靠在固定 电极箱的电极板上,另一端靠在通过电动移动而来的移动电极箱的电极板上,固定电极箱 内的电极轴尾端装有弹簧,当移动将机箱像固定电极箱移动时,可以压缩弹簧,通过弹簧的 弹性将工件夹紧,固定电极箱后部装有接近开关,当电极轴后移使弹簧压缩到一定程度,接 近开关收到信号,使移动电极箱停止移动,达到工件夹持的目的。
[0070] 磁化夹持装置将工件夹持在探伤机两电极之间,使电流沿轴向通过工件,电流在 工件内部及其周围建立一个闭合的周向磁场,如图7所示,磁化夹持装置可实现直接通电法 对工件进行周向磁化,配以铜棒,也可对带孔的零件采用芯棒法进行周向磁化。根据航空维 修被检零件的特点,设计磁化电级夹距为1500mm。
[0071] 采用直接通电法磁化工件,应注意工件与电极之间接触良好,有较大的导电接触 面,否则,容易局部烧伤工件,尤其是薄壁管一类的工件。为此,我们专门设计了铜排,以增 大工件与电极之间的接触面积,使电极板平面和工件端面自动良好贴合,大大的减小了电 极板和工件之间的打火,起到了较好的保护作用。
[0072] 5喷液及回收机构
[0073] 通过图1,设备的结构示意图可以看出,在设备主框架结构上装有一个不锈钢积液 槽,设备的喷淋磁化工作工位完全包含在内,喷淋多出来的磁悬液将会通过坡度,流到落水 口,落水口与积液箱的过滤网相连接,通过过滤网将杂质进行过滤,使得磁悬液可以进行回 收再利用。
[0074] 设备的集液槽和储液箱均由奥氏体非磁性不锈钢板制成。储液箱设计成圆形结 构,其下面设有放液口,方便储液箱的清理和磁悬液的更换。圆形的储液箱更利于磁悬液的 搅拌,确保了磁悬液搅拌均匀。储液箱上面装有抽液栗,进行磁悬液的搅拌和喷洒。箱盖上 装有磁悬液过滤板,对磁悬液进行回收过滤循环利用。设备配有高质量磁悬液喷枪,输液管 均为进口耐油橡胶管。
[0075] 设备配有一把手持喷淋枪和一个磁悬液收集槽,如图8所示,喷淋枪选用国内著名 厂家所生产的合格喷枪,通过水管与积液箱的水栗输出口相连接,使用时只需按动喷淋枪 上的按钮,即可使用喷液;磁悬液收集箱采用优质不锈钢制作,氩弧焊焊接,人工打磨抛光。
[0076] 手动喷淋枪的使用可以满足工件360度范围内的喷淋,达到无死角,操作方便,哪 里不够也可以适当多喷淋,使工件可以实现喷淋。
[0077] 6磁化电源系统
[0078]设备的磁化电源主电路采用新型可控硅无级调压电路,用大功率隔离输出变压 器,以低电压大电流方式输出。对工件进行周、纵向交流复合磁化,从而一次性探伤可检查 出磁场覆盖范围内工件表面和近表面因锻压、拉伸、淬火、研磨、疲劳引起的裂痕及夹渣等 细微缺陷。
[0079]磁化电源所用的变压器由优质环氧板做骨架,铜排绕制线包,优质的矽钢片堆叠、 拼装、焊接、打磨、涂胶制作而成,变压稳定。周向变压器由双玻璃丝包铜线截面20平方,匝 数62匝,绕至在环氧板的骨架上,在初级的外表面添加有1mm的环氧板,在环氧板外由8*80 的铜排绕至4匝,作为次级电源输出,功率约120KW左右。纵向变压器由双玻璃丝包铜线截面 18平方,匝数58匝,绕至在环氧板的骨架上,在初级的外表面添加有1mm的环氧板,在环氧板 外由6*60的铜排绕至5匝,作为次级电源输出,功率约130KW左右。
[0080] 7荧光暗室系统
[0081] 如图9所示,设备的荧光观察系统由暗室、荧光灯等组成。暗室采用方形钢管骨架, 遮光布帘制作。暗室尺寸为3350(L)X1800(W)X2200(H)mm,暗室外包为遮光布帘,在操作 位后方开有遮光布帘制作的门,方便工作人员的进出。
[0082] 荧光灯采用大面积高强度荧光灯系统,由5只高清度黑光灯管、反光罩、镇流器等 组成。紫外线强度高,照射面积大,光源分布均匀,大面积高强度荧光灯确保距光源380mm工 件表面处紫外线强度2 lOOOyW/cm2。安装在观察工位上方,进行工件的观察检查。为方便探 伤人员观察,配以移动式紫外灯,可方便地对工件各个被检部位进行检查。
[0083] 8控制中心
[0084] 设备的控制系统为设备的控制中心,集中安装在电气控制柜中,设备所有操作控 制均由控制系统完成。控制系统包括设备控制面板、辅助操作面板和控制电路配电板。
[0085] 控制面板(如图10所示)位于设备控制柜的正面,上面装有设备电源开关、电源指 示灯、周向磁化电流电流表、纵向磁化电流电流表、周向磁化电流调节电位器、纵向磁化电 流调节电位器、手动/自动转换开关、自动程序启动开关、复位开关以及设备的各功能开关 等。辅助操作面板(如图11所示)安装在设备的前面,上面装有自动程序启动开关、复位开关 以及设备喷淋磁化系统的各功能开关等。
[0086] 控制电路配电板位于控制柜内部,设备的主电路空气开关、交流接触器、同步电源 信号变压器、可编程控制器PLC、可控硅专用触发线路板、可控硅以及各功能执行器件交流 接触器、中间继电器、保护断路器、电机保护断路器等全部集中装配在控制电路配电板上。
[0087] 控制柜(如图12)左面为可开启的门,右为可开启的盖板,极方便安装调试和维护。 设备的电源进线、控制柜与机械床身系统、磁悬液喷洒及回收系统、荧光观察系统等的连接 线均由控制柜底部连接。可编程控制器(PLC)对设备进行集中控制,设备的所有开关(按钮 开关、检测开关等)、执行动作、逻辑互锁、工艺流程等均由可编程控制器完成,可进行每个 功能动作的单步控制,亦可进行设备检测工艺流程的自动程序控制。
[0088] 控制中心内部原件摆布图如图13所示。整体模块化设计,高低压分开,标识清晰, 便于安装及售后维护。
[0089] 9退磁系统
[0090] 当铁磁性工件磁化后,由于磁滞存在。工件总是或多或少留有残磁,这会影响工件 在后道加工工序中,吸引铁粉影响加工精度。在焊接中,熔液跑偏,在组装成品后吸引铁沫 加快产品磨损报废。所以必须退磁。退磁采用专用数字电路,单片机控制,电网电压取样,产 生同步过零脉冲。退磁时脉冲从最大按微分曲线衰减的电流流过纵向磁化线圈,对工件进 行退磁,退磁效果好而稳定;同时通过RS485与屏通讯,实现了人机会话。
[0091] 10电流触发系统
[0092]磁粉探伤机工作原理就是大电流产生的磁场去激发铁磁性工件产生强感应磁场, 产生强感应磁场会在工件表面有缺陷裂纹处有漏磁场,漏磁场吸附磁粉,人肉眼直接观察 到。那么怎么去控制调节大电流,是至关重要,这就是探伤机核心系统,电流触发系统。 [0093]触发系统采用进口单片机脉冲技术,数字电路,PID跟技术,磁化电流精度高、稳定 抗干扰,利用改变可控硅导通角来调整主电路输出电流的大小。磁化电流连续可调,并具有 断电相位控制功能,既可用于连续法探伤,又可用于单方向磁化时的剩磁法探伤,且剩磁稳 定度高。同时通过RS485与屏通讯,实现了人机会话。
[0094]该设备的触发系统采用可控硅触发系统,表1为电子元器件清单。



[0099] 表1电子元器件清单
[0100] 11电流闭环反馈系统
[0101] 磁粉检测的灵敏度依赖于缺陷的漏磁场,当被检测工件和磁化方法确定后,漏磁 场的大小取决于外加磁化场的大小,即磁粉探伤仪施加于工件的磁化电流大小。航空维修 中,磁化电流依据GJB2028A-2007《磁粉检测》标准选取。为保证磁粉检测灵敏度,必须保证 仪器输出电流的精确性和稳定性。
[0102] 通过在仪器的驱动桥电路上来监测电路电流的变化,可以准确的控制仪器总是工 作在最大灵敏度状态,同时整个仪器也通过这个反馈信号从而使其形成一种有效地闭环反 馈系统。
[0103] 12人机界面系统
[0104] 人机界面系统主要完成对检测设备的控制与最终信息的显示,选用的是步科电气 生产的MT4620型触摸屏工业级平板一体计算机(简称:工业平板电脑)。该工业平板电脑的 优点在于拥有较大的承受温度范围(-10到55°C),体积小适合集成。该产品具备完整的通讯 接口适合直接接入人机交互部分,使得探伤机的日常维护更加方便。
【主权项】
1. 一种智能磁粉探伤机,包括主机和附件,其特征在于,主机包括主机框架机构、固定 电极箱机构、移动磁化系统、移动夹紧系统、喷液及回收机构、磁化电源系统、荧光暗室系 统、控制中心、退磁系统和触发系统;附件包括荧光磁粉、电位器、熔断器;其中控制中心集 中安装在电气控制柜中,设备所有操作控制均由控制系统完成,控制系统包括设备控制面 板、辅助操作面板和控制电路配电板。2. 根据权利要求1所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,主机框架机构采用5#槽钢做主 骨架,正面和背面采用活动门结构。3. 根据权利要求1或2所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,固定电极箱机构采用A3铁 板做骨架,电极轴安装在法兰套内,法兰套安装在由电极箱两侧所焊接的40角钢做支承的 环氧板上;电机轴尾端安装有弹簧伸缩机构,配合移动夹持机构对工件进行夹持,当工件上 料至两电级盘之间,夹持机构电动行走,将工件固定在两电极盘之间,在固定电极箱内的电 极轴尾端安装弹簧。4. 根据权利要求3所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,移动磁化系统包括托板、磁化 线圈、行走机构及滑块;线圈采用环氧板做骨架,采用铜排作为线圈的内芯;行走机构由三 相异步电机带动减速机,通过减速机带动齿轮,在导轨上行走,三相异步电机的工作与否是 通过PLC进行控制;整个机构依托托板以及托板下的两个滑块实现支承,托板采用A3铁板制 作。5. 根据权利要求4所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,移动夹持系统包括移动电极 箱、行走机构和滑块,移动电极箱采用A3铁板做骨架,冷乳板做外包,电极轴安装在由电极 箱两侧所焊接的40角钢做支承的环氧板上,行走机构安装在电极箱内部,通过三相异步电 机带动减速机,通过减速机带动齿轮,在导轨上行走,三相异步电机的工作与否是通过PLC 进行控制;在电极箱底部安装有4个滑块,滑块安装在直线导轨上,通过行走机构的齿轮在 导轨上行走,滑块带动电极箱的移动,实现夹持系统的移动。6. 根据权利要求5所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,喷液及回收机构包括积液槽和 积液箱,喷淋多出来的磁悬液将会通过坡度流到落水口,落水口与积液箱的过滤网相连接; 集液槽和储液箱均由非磁性不锈钢板制成,储液箱设计成圆形结构,其下面设有放液口,方 便储液箱的清理和磁悬液的更换;储液箱上面装有抽液栗,进行磁悬液的搅拌和喷洒;箱盖 上装有磁悬液过滤板,对磁悬液进行回收过滤循环利用。7. 根据权利要求6所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,磁化电源系统的主电路采用新 型可控硅无级调压电路,用大功率隔离输出变压器,以低电压大电流方式输出;磁化电源系 统所用的变压器由环氧板做骨架,铜排绕制线包,矽钢片堆叠、拼装、焊接、打磨、涂胶制作 而成。8. 根据权利要求7所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,荧光暗室系统包括暗室和荧光 灯,暗室采用方形钢管骨架,遮光布帘制作,暗室外包为遮光布帘;荧光灯采用大面积高强 度荧光灯系统,包括5只高清度黑光灯管、反光罩和镇流器。9. 根据权利要求8所述的智能磁粉探伤机,其特征在于,退磁系统采用专用数字电路, 单片机控制,电网电压取样,产生同步过零脉冲;退磁时脉冲从最大按微分曲线衰减的电流 流过纵向磁化线圈。
【文档编号】G05B19/05GK105866242SQ201610459258
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】陈新波, 孙金立, 袁英民, 张海兵, 李小丽, 朱龙翔
【申请人】中国人民解放军海军航空工程学院青岛校区
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