一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超声波探伤及检测技术领域，具体涉及一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元。
【背景技术】
[0002]涡轮转轴又称涡轮转子，是汽车涡轮的重要组成部分，由涡轮单轴和涡轮头焊接而成。涡轮转轴通常工作于高温高速状态下，工作转速从每分钟几万下到二十万多万转，其制造通常采用电子束焊接工艺，由于涡轮叶轮和转子轴由不同合金材料环焊接，且焊接质量受焊接设备和工艺控制等影响，可能在焊接区域出现气孔、裂纹、未熔合、熔深不足等缺陷，所以需要对焊缝及其热影响区部位进行100%全覆盖的超声波检测。
[0003]现有技术的涡轮转轴超声波检测设备采用机械扫查机构和系统控制模块两大部分，无法满足多轴同时扫查以及完成对涡轮转轴的A、B、C类扫描，自动化程度低，无法满足超声波检测的需要。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，针对多规格的转轴而设计，系统集成化和自动化程度高，满足多轴同时扫查以及完成对涡轮转轴的A、B、C类扫描。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型的具体解决方案提供为了达到上述目的，本实用新型的具体解决方案提供一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，应用于涡轮转轴焊缝的超声波检测设备之上，包括:
[0006]数个超声波换能器，用以发射和接收超声波信号；
[0007]超声波激励与回收模块，包括数个超声波换能器相匹配的超声波激励电路和超声波回收电路，用以控制超声波换能器发射和接收超声波信号；
[0008]扫查驱动模块，包括数个与超声波换能器相匹配的扫查步进电机和旋转步进电机，扫查步进电机控制超声波换能器在运动轴轨迹上进行移动，旋转步进电机用以驱动涡轮转轴在转轴周向上进行转动；
[0009]控制模块，包括单片机和信号调理电路，所述单片机控制超声波激励电路发出激励信号，同时向扫查步进电机和旋转步进电机发送启停信号，所述信号调理电路接收超声波回收电路发送的超声回波信号，进行放大、滤波和检波之后传送到单片机。
[0010]进一步的，所述扫查步进电机分别驱动超声波换能器在X轴和Y轴上移动，所述旋转步进电机驱动祸轮转轴在Z轴上进行转动。
[0011]更进一步的，所述信号调理电路接收X轴和Y轴上超声回波信号并传送到单片机。
[0012]更进一步的，还包括运算模块，所述运算模块接收单片机发送的X轴与Y轴超声回波信号进行运算处理，完成对涡轮转轴的A类扫描、B类扫描和C类扫描。
[0013]更进一步地，所述单片机具有与信号调理电路连接的第一接口、与扫查步进电机和旋转步进电机连接的第二接口和与运算模块相连接的第三接口。
[0014]更进一步地，所述第一接口为数模转换电路，控制超声波激励电路发出脉冲信号，所述第二接口为开关信号电路，向扫查步进电机和旋转步进电机发出启停信号，所述第三接口为RS232接口，向运算模块发送运算数据。
[0015]本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0016]本实用新型针对多规格的转轴而设计，系统集成化和自动化程度高，控制模块发送脉冲信号到超声波激励与回收模块，驱动超声波换能器发射和接收超声波信号，发送开关电路信号到扫查驱动模块，驱动扫查驱动模块、超声波换能器在运动轴轨迹上进行移动，完成涡轮转轴的扫描，信号调理电路接收回传信号，运算模块根据回传信号完成对涡轮转轴的A类、B类和C类扫描。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本实用新型的实施例的系统架构图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]本实用新型的具体解决方案提供一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，应用于涡轮转轴焊缝的超声波检测设备之上。
[0021]如图1所示，作为一个优选实施例，本实用新型的一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元包括数个超声波换能器，超声波激励与回收模块2，扫查驱动模块3、控制模块4和运算模块5。
[0022]超声波换能器，用以向涡轮转轴I发射和接收超声波信号，作为一个优选的实施例，超声波换能器包括X轴超声波换能器22和Y轴超声波换能器22，对涡轮转轴I的X轴方向和Y轴方向发射超声波。
[0023]超声波激励与回收模块2、包括与X轴超声波换能器22和Y轴超声波换能器22相匹配的超声波激励电路21和超声波回收电路24，用以控制超声波换能器发射和接收超声波信号。
[0024]扫查驱动模块3，包括X轴扫查步进电机31、Y轴扫查步进电机32和旋转步进电机33。X轴扫查步进电机31与X轴超声波换能器22连接，驱动X轴超声波换能器22在X轴方向上移动，Y轴扫查步进电机32与Y轴超声波换能器23连接驱动Y轴超声波换能器23在Y轴方向上移动，旋转步进电机33用以驱动涡轮转轴I在转轴周向(Z轴)上进行转动；
[0025]控制模块4，包括单片机41和信号调理电路42，所述单片机41控制超声波激励电路21发出激励信号，同时向X轴扫查步进电机31、Y轴扫查步进电机32和旋转步进电机33发送启停信号，所述信号调理电路42接收超声波回收电路24发送的超声回波信号，进行放大、滤波和检波之后传送到单片机41。
[0026]作为一个优选的实施例，运算模块5接收单片机41发送的X轴与Y轴超声回波信号进行运算处理，完成对涡轮转轴I的A类扫描、B类扫描和C类扫描。
[0027]优选的，所述单片机41具有与信号调理电路连接的第一接口 43、与X轴扫查步进电机31、Y轴扫查步进电机32和旋转步进电机33连接的第二接口 44和与运算模块5相连接的第三接口 45。其中第一接口 43为数模转换电路，控制超声波激励电路21发出脉冲信号，第二接口 44为开关信号电路，向X轴扫查步进电机31、Y轴扫查步进电机32和旋转步进电机33发出启停信号，第三接口 45为RS232接口，向运算模块5发送运算数据。
[0028]本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0029]本实用新型适应不同规格的涡轮转轴，采用气缸驱动治具的升降和夹持，并通过伺服马达模块带动主轴的转动，主轴的转速通过编码器(6)检测，保证转速满足超声波覆盖焊缝扫描的需要，达到更好的检测效果，同时满足伺服控制的需要，达到自动化升降、夹取的目的。
[0030]本实用新型同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0031]本实用新型针对多规格的转轴而设计，系统集成化和自动化程度高，控制模块发送脉冲信号到超声波激励与回收模块，驱动超声波换能器发射和接收超声波信号，发送开关电路信号到扫查驱动模块，驱动扫查驱动模块、超声波换能器在运动轴轨迹上进行移动，完成涡轮转轴的扫描，信号调理电路接收回传信号，运算模块根据回传信号完成对涡轮转轴的A类、B类和C类扫描。
[0032]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，应用于涡轮转轴焊缝的超声波检测设备之上，其特征在于，包括: 数个超声波换能器，用以发射和接收超声波信号； 超声波激励与回收模块，包括数个超声波换能器相匹配的超声波激励电路和超声波回收电路，用以控制超声波换能器发射和接收超声波信号； 扫查驱动模块，包括数个与超声波换能器相匹配的扫查步进电机和旋转步进电机，扫查步进电机控制超声波换能器在运动轴轨迹上进行移动，旋转步进电机用以驱动涡轮转轴在转轴周向上进行转动； 控制模块，包括单片机和信号调理电路，所述单片机控制超声波激励电路发出激励信号，同时向扫查步进电机和旋转步进电机发送启停信号，所述信号调理电路接收超声波回收电路发送的超声回波信号，进行放大、滤波和检波之后传送到单片机。2.根据权利要求1所述的一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，其特征在于，所述扫查步进电机分别驱动超声波换能器在X轴和Y轴上移动，所述旋转步进电机驱动涡轮转轴在Z轴上进行转动。3.根据权利要求2所述的一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，其特征在于，所述信号调理电路接收X轴和Y轴上超声回波信号并传送到单片机。4.根据权利要求3所述的一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，其特征在于，还包括运算模块，所述运算模块接收单片机发送的X轴与Y轴超声回波信号进行运算处理，完成对涡轮转轴的A类扫描、B类扫描和C类扫描。5.根据权利要求4所述的一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，其特征在于，所述单片机具有与信号调理电路连接的第一接口、与扫查步进电机和旋转步进电机连接的第二接口和与运算模块相连接的第三接口。6.根据权利要求5所述的一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，其特征在于，所述第一接口为数模转换电路，控制超声波激励电路发出脉冲信号，所述第二接口为开关信号电路，向扫查步进电机和旋转步进电机发出启停信号，所述第三接口为RS232接口，向运算模块发送运算数据。
【专利摘要】本实用新型提出了一种应用于涡轮转轴超声波检测的控制单元，针对多规格的转轴而设计，系统集成化和自动化程度高，包括数个超声波换能器、超声波激励与回收模块、控制模块和超声波激励与回收模块，控制模块发送脉冲信号到超声波激励与回收模块，驱动超声波换能器发射和接收超声波信号，发送开关电路信号到扫查驱动模块，驱动扫查驱动模块、超声波换能器在运动轴轨迹上进行移动，完成涡轮转轴的扫描，信号调理电路接收回传信号，运算模块根据回传信号完成对涡轮转轴的A类、B类和C类扫描。
【IPC分类】G01N29/04
【公开号】CN204882468
【申请号】CN201520627597
【发明人】王亮
【申请人】博脉工业检测（上海）有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月19日