[发明专利]斜入射体波技术钢板自动检测方法及其装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及超声波检测技术，具体说就是一种斜入射体波技术钢板自动检测方法及其装置。

(二)背景技术

钢板在工程建设、锅炉压力容器、造船、油气管道等行业中用量巨大。由于这些行业的特殊性，大部分钢板需经过检测后方能使用。在现有无损检测技术中，超声波检测是应用最广泛的技术之一。目前钢板超声检测设备大多由操作者用压电超声探头对钢板进行人工扫描检测。此类设备因对耦合剂的依赖仅能在常温下检测钢板，同时该技术需要对钢板表面进行一定的预处理，因此劳动强度大、检测效率低。

电磁超声检测技术兴起于上世纪六七十年代，目前已经逐步在国外得到了广泛应用。近年来，国内的一些发明专利中也开始采用电磁超声技术对钢板进行检测。如中国专利CN1051086A《电磁超声自动探伤技术》采用Lamb波对18mm以下的钢板进行探伤。由于Lamb波在厚壁钢板中激发难度较大，所以该探伤技术只能对中、薄板探伤，无法满足更高壁厚钢板探伤的要求。此外，Lamb波具有频散特性，在任意给定激发频率下可能存在多种模式，且同一模式的声波经过端面或者缺陷时也会发生频散而产生多种模式的超声波，因此使Lamb波检测变得较为复杂，装置的实用性受到限制。中国专利CN1063848C《热钢板在线自动化电磁超声探伤系统》采用垂直入射体波对40mm以下的钢板进行在线检测。垂直入射体波虽然对夹杂和体积性缺陷较为敏感，但无法有效检测裂纹等缺陷。裂纹可由钢板工作中存在的疲劳应力、腐蚀等原因产生，能够导致钢板的突然失效。为了保证钢板良好的技术状态，检测装置必须能够有效检测出钢板中的各种缺陷。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种对75mm以下厚度钢板进行全面快速检测、准确检测出各种类型缺陷的斜入射体波技术钢板自动检测方法及其装置。

本发明的目的是这样实现的：所述的斜入射体波技术钢板自动检测装置，它是由电磁超声检测单元1和电路系统2组成的；电磁超声检测单元1连接电路系统2。

本发明还有以下技术特征：

(1)所述的电磁超声检测单元1包括横向检测单元和纵向检测单元。横向检测单元包括三个电磁超声探头，一个收发一体探头，两个透射波接收探头。纵向检测单元包括三个电磁超声探头，一个收发一体探头，两个透射波接收探头。横向检测单元分两排横向布置，纵向检测单元分多排纵向交错布置。

(2)所述的电路系统2包括发射电路3、接收电路4、AD转换电路5、微控制器6、存储电路7和显示电路8；发射电路3连接微控制器6，接收电路4连接AD转换电路5，AD转换电路5连接微控制器6，微控制器6连接存储电路7，微控制器6连接显示电路8。

(3)所述的微控制器6由发射控制器9、FIFO10、数字信号处理模块11、CPU12和总线13组成；发射控制器9连接总线13，FIFO10连接总线13，数字信号处理模块11连接总线13，总线13连接CPU12。

本发明一种斜入射体波技术钢板自动检测方法，工作步骤如下：

步骤一：系统通电初始化；

步骤二：纵向检测单元开始工作，横向检测单元停止工作。发射控制器产生对应斜入射体波的超声波发射信号，发射重复周期为10ms；

步骤三：发射电路对控制信号进行功率放大，驱动电磁超声检测单元在钢板中产生斜入射体波；

步骤四：超声波在钢板中传播，遇到缺陷会发生反射、散射等，收发一体探头接收反射波信号，透射波接收探头接收透射波信号；

步骤五：微控制器控制15μs的延时，使接收信号避开发射信号的主冲击干扰；

步骤六：经过延时后，微控制器控制AD转换电路开始工作，将高速转换完的数据存储到FIFO中；AD转换电路转换检测单元三路信号，一路收发一体探头的反射波接收信号，两路透射波接收探头的接收信号；

步骤七：微控制器判断有用信号是否全部采集完，判断结果为是，则停止AD转换，运行步骤八；判断结果为否，则继续AD转换；

步骤八：微控制器通过DMA技术将FIFO中的数据存储到存储电路中；

步骤九：微处理器内部数字信号处理模块对收发一体探头的反射波信号和两路透射波接收探头的接收信号进行实时处理；

步骤十：微处理器内部数字信号处理模块综合分析收发一体探头的反射波接收信号和两路透射波接收探头的接收信号，判断缺陷的位置和形状；

步骤十一：微控制器将检测结果保存到存储电路中，包括检测单元的编号、缺陷的形状及位置；