管道缺陷的超声波无损检测装置的制作方法

技术特征：

1.管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括轮式阵列和控制系统两部分；

所述的轮式阵列由两个以上支撑轮系组成，相邻两个支撑轮系之间通过六边形连接件固定连接，连接错位角大于0度；

所述的支撑轮系包括至少一个轮式超声波探头；

控制系统上电后等待上位机发出检测指令，当控制系统接收到上位机的检测指令时，DSP依据检测指令设置检测模式，在确定检测模式之后，DSP选通超声波脉冲发射电路产生高压脉冲，高压脉冲激发轮式超声波探头中的超声波换能器产生超声波检测管道缺陷，然后DSP采集一组回波信号；采集完成之后，对回波信号进行小波阈值去噪，在利用回波的峰峰值计算检测结果发送给上位机，完成一次检测；然后选通下一个超声波高压脉冲发射电路产生高压脉冲，采集第二组回波信号，经过采集去噪和计算处理操作，完成第二次检测，直至检测模式循环完成；循环检测，直至到达管道终点。

2.根据权利要求1所述的管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：所述的轮式阵列中包括六个结构相同的支撑轮系。

3.根据权利要求1所述的管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：每个支撑轮系包括六个轮式超声波探头。

4.根据权利要求1所述的管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：错位角θ与待测管道的直径有关，设管道的半径为d，单位：mm,则错位角的大小为单位：°。

5.根据权利要求1所述的管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：每个轮式超声波探头B包括橡胶轮、轮轴、液体介质、超声波换能器、环形固定板、轮毂、O型密封圈、轴承端盖、防水深沟球轴承、轴用弹簧挡圈、轴用V型密封圈、固定支架、固定块A、固定块B、导轨A、导轨B、滑块A、滑块B、导杆、支撑臂A、支撑臂B、支撑臂C和支撑臂D；

所述的橡胶轮通过轮毂和防水深沟球轴承连接轮轴，形成轮结构；橡胶轮的两侧通过环形固定板实现密封，在橡胶轮内部充满液体介质；所述的环形固定板外侧依次为轴用弹簧挡圈、轴用V型密封圈和轴承端盖，所述的轴用弹簧挡圈和轴承端盖均固定在轮轴上，空心的轮轴内部用两个固定支架固定有超声波换能器，所述超声波换能器的导线从轮轴内的穿孔导出；

在所述的轮毂和轴承端盖之间设置O型密封圈；

在所述的轮轴的两端分别连接两组支撑臂，第一组支撑臂的顶端转动连接在所述的轮轴上，底端转动连接在固定块A上，所述顶端和底端分别同轴转动，并且转动轴平行；第二组支撑臂的顶端转动连接在所述轮轴上，底端转动连接在所述的滑块B上，所述顶端和底端分别同轴转动并且转动轴平行；所述滑块B滑动连接在一对平行的导轨A上，导轨A的两端分别固定在固定块A和固定块B上；当所述滑块B在导轨A上滑动，带动所述的轮结构在沿着导轨A的方向发生位移；在所述的固定块A和固定块B之间还设置有导轨B，所述导轨A平行于导轨B，导轨B上滑动连接有滑块A，所述滑块A上连接两个导杆，所述两个导杆一端分别固定在轮轴的两侧上，另一端分别穿过所述的滑块A上两个通孔，滑块A在导杆上滑动；所述的导轨A有两个，相互平行，分别对应滑块B上的两个通孔，所述导轨A分别穿过滑块B上的两个通孔，两端分别固定在固定块A和固定块B上；固定块A与滑块B之间或者固定块B与滑块B的导轨A上套装有弹簧；超声波换能器与管道壁垂直。

6.根据权利要求1所述的管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：在所述的滑块A和导杆连接的位置的两个通孔内设置直线轴承；在所述的滑块B上的两个通孔内设置直线轴承。

7.根据权利要求1所述的管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：所述的第一组支撑臂的顶端、第二组支撑臂的顶端，通过O型连接件固定在轮轴上，所述的O型连接件通过螺钉固定在轮轴上。

8.根据权利要求1所述的管道缺陷的超声波无损检测装置，其特征在于：所述的控制系统包括电源模块、DSP+CPLD模块、超声波脉冲发射电路、里程计模块、载波通讯电路、AD/DA电路以及由前置增益放大电路、限幅保护电路、带通滤波电路、程控增益放大电路、直流偏置电路组成的信号处理模块；

电源模块采用外部电缆为以下模块供电：DSP+CPLD模块、超声波脉冲发射电路、里程计模块、载波通讯电路、AD/DA电路、限幅保护电路和信号处理模块供电，各模块或电路所需不同幅值的电压信号通过开关型稳压芯片获得；

CPLD+DSP模块中，CPLD采用XC9572XL芯片，负责超声波脉冲发射电路的触发高压脉冲的生成、直流载波通讯电路的控制信号生成以及里程计模块中里程计信号的捕获；

DSP采用TMS320F28335高性能数字信号处理器，实现超声波信号的发射、接收以及信号回波的处理功能；在回波信号的处理中，采用了小波分析的方法进行原始回波信号的处理；

超声波脉冲发射模块采用低压控制的RLC串联谐振电路，利用电感放电实现矩形300V负脉冲的产生；

信号处理模块用于放大回波信号，然后再送给AD/DA电路完成采集；限幅保护电路限制进入放大器输入端电压的允许范围；前置增益放大电路的作用是有效放大回波信号，实现超声波换能器和前置增益放大电路的阻抗匹配；

载波通讯电路，实现上下位机的实时通讯；

里程计模块对系统的运动路程和方向的测量，从而得出所检测出的缺陷在管道中的位置。