[发明专利]十字沉头螺栓探伤原位超声波检测系统及探伤检测方法

权利要求书

1.十字沉头螺栓探伤原位超声波检测系统，其特征在于：包括高频超声信号主机、智能控制终端和探头；所述高频超声信号主机与智能控制终端通过网络进行数据连接；所述探头通过数据线与高频超声信号主机通信连接；

所述高频超声信号主机用于根据控制指令进行高频超声信号的激励，并将高频超声信号的激励提供给探头，用于将接收的回波信号处理为回波波形和计算结果，用于将回波波形和计算结果传输给智能控制终端；

所述智能控制终端用于设置检测的工艺参数，用于将控制指令下发到高频超声信号主机，用于接收来自高频超声信号主机的回波波形和计算结果，用于显示检测结果；

所述探头用于根据高频超声信号主机提供的高频超声信号的激励向十字沉头螺栓发出超声波，用于将接收到的回波信号传输给高频超声信号主机；

所述探头包括主体，主体的一端设有用于通信连接的接口；主体的另一端为探测端；所述探测端设有环形晶片，以及位于环形晶片中心用于与十字沉头螺栓上的十字槽配合的导向端头；所述主体内设有用于连接环形晶片和接口的信号发射线和信号接收线。

2.根据权利要求1所述的十字沉头螺栓探伤原位超声波检测系统，其特征在于：还包括用于进行工艺参数校准的阶梯状试块和十字沉头螺栓样件；阶梯状试块的每个阶梯平面上设有对应一种型号的十字沉头螺栓的盲孔；所述盲孔可与导向端头配合；每个阶梯的高度为对应型号的十字沉头螺栓的检测面至第一条螺纹的间距；所述十字沉头螺栓样件为各种型号的十字沉头螺栓，且这些十字沉头螺栓的第一条螺纹处加工了槽型人工缺陷；所述智能控制终端用于工艺参数校准，用于将校准的工艺参数存储为检测模式。

3.根据权利要求1或2所述的十字沉头螺栓探伤原位超声波检测系统，其特征在于：所述高频超声信号主机包括超声发射接收电路、信号采集电路、超声控制电路和数据处理电路；所述超声控制电路内设有超声控制算法模块；所述数据处理电路内设有信号处理算法模块；

所述超声波控制电路用于接收控制指令，用于向智能控制终端发送回波波形和计算结果；

所述超声控制算法模块用于分析控制指令，并根据控制指令进行超声发射接收电路的工艺参数设置；

所述超声发射接收电路用于设置的工艺参数进行高频超声信号的激励和回波信号的接收，用于将回波信号传送给信号采集电路；

所述信号采集电路用于将回波信号转换为数字信号序列，并发送给数据处理电路；

所述数据处理电路中的信号处理算法模块用于读取数字信号序列，并将数字信号序列处理为回波波形和计算结果。

4.根据权利要求1所述的十字沉头螺栓探伤原位超声波检测系统，其特征在于：环形晶片位于探头的主体的外侧端面上还设有声匹配层，声匹配层和环形晶片均与导向端头同轴设置。

5.一种利用权利要求1所述的十字沉头螺栓探伤原位超声波检测系统进行的探伤检测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、准备工作：将探头与高频超声信号主机进行通信连接，然后打开高频超声信号主机和智能控制终端；然后读取当前保存的工艺参数设置文件；然后进入十字沉头螺栓原位超声波检测工作状态；其中当前保存的工艺参数设置文件为已录入的某种型号的十字沉头螺栓的检测工艺参数；

S2、根据要检测的十字沉头螺栓的型号，在智能控制终端上选择相应的工艺参数设置文件，然后进入检测状态；

S3、在受检的十字沉头螺栓的螺帽端面涂适量耦合剂，将探头的导向端头卡入受检的十字沉头螺栓的十字槽的中心；缓慢旋转探头，观察智能控制终端上波形显示区中，回波反射信号的变化情况；如果在旋转探头过程中发现回波信号波有幅度变化，应将探头固定在回波信号的波最高的位置；

S4、高频超声信号主机将来自探头的回波信号处理为回波波形和计算结果，并传输给智能控制终端；

S5、智能控制终端对接收到的回波波形和计算结果进行处理，并显示在其显示界面上，并输出检测结果。

6.根据权利要求5所述的探伤检测方法，其特征在于：在进行步骤S2前，可根据需要进行工艺参数校准；所述工艺参数校准的步骤如下：

A、准备阶梯状试块以及十字沉头螺栓样件；阶梯状试块的每个阶梯平面上设有对应一种型号的十字沉头螺栓的盲孔；所述盲孔可与导向端头配合；每个阶梯的高度为对应型号的十字沉头螺栓的检测面至第一条螺纹的间距；所述十字沉头螺栓样件为各种型号的十字沉头螺栓，且这些十字沉头螺栓的第一条螺纹处加工了槽型人工缺陷；

B、在智能控制终端输入探头的规格、型号和编号，输入要校准的十字沉头螺栓的长度；

C、将探头放置在阶梯状试块上高度与被检十字沉头螺栓长度对应的阶梯的盲孔上，找到阶梯状试块的底面的第一次反射波；

D、在智能控制终端上，将检测范围控制线移动到阶梯状试块底面一次反射波的波峰处；

E、点击“检测范围设定”按钮，完成检测波门的范围参数的设定；

F、将探头转移至十字沉头螺栓样件上对应型号的十字沉头螺栓的螺帽端面，转动探头，寻找十字沉头螺栓样件的人工切槽反射信号最高波；

G、在智能控制终端上将波门起始线移动到人工切槽反射信号的左侧，将波门结束线移动到人工切槽反射信号的右侧；在此过程中应保持人工切槽反射信号无变化；

H、点击“检测波门设定”按钮，完成检测波门参数和检测灵敏度的设定；

I、观察人工切槽反射信号最高波是否出现在检测波门的范围内；如有偏离，进行工艺参数调整，或者重新进行工艺参数校准操作，直至满足以上条件。