鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)，包括掃查系統(tǒng)、超聲系統(tǒng)，掃查系統(tǒng)連接超聲系統(tǒng)構成超聲掃查系統(tǒng)，還包括成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)包括主機、IO控制板、電源模組、顯示模組，主機板連接IO控制板、顯示模組，電源模組為成像系統(tǒng)提供電源；主機連接超聲系統(tǒng)。本實用新型具備完善的文件管理功能，能夠滿足用戶對檢測數(shù)據(jù)和圖像的保存、調閱、拷貝、分析等文件操作和管理功能；具有報警功能，幫助用戶更好的發(fā)現(xiàn)缺陷；具備適應性，能適用現(xiàn)場不同的軌型。
【專利說明】鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于無損檢測【技術領域】，具體涉及一種對鐵路鋼軌焊縫的超聲成像檢 測及多視角成像方法。
【背景技術】
[0002] 鐵路鋼軌焊縫超聲探傷方法，用于鋼軌接頭處的焊縫檢測，鋼軌每25米就有一個 接頭焊縫。鋼軌焊縫探傷一直是鐵路檢測的難點，目前國內(nèi)國外都沒有公認的好辦法，在國 內(nèi)工務部門，主要采用大角度單晶探頭，在鋼軌的軌頭和軌腳斜坡面使用A型超聲進行掃 查，這種探傷方法嚴重依賴于探傷工的操作，效率低、且易出現(xiàn)誤探和漏探。
[0003] 作為無損檢測技術的重要組成部分，我國的超聲檢測技術在應用上基本還是脈沖 反射法A型超聲探傷技術，其方法原理和檢測能力亟待發(fā)展進步。研發(fā)出適合鋼軌焊縫檢 測的國產(chǎn)超聲成像檢測系統(tǒng)，有利于新技術在國內(nèi)的推廣應用，從而增強我國的超聲檢測 新技術理論水平和應用水平，從整體上提高我國的無損檢測技術能力。
[0004] 成像技術的優(yōu)點主要有：1)可靠性好，漏檢率低；2)檢測操作簡便快捷，檢測效率 高，對操作人員的依賴性低；3)檢測數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示，信息量比常規(guī)A型超聲大的 多，圖像化的結果更有利于缺陷的識別和分析；4)可全過程記錄檢測信號，并長久保存數(shù) 據(jù)作為檔案。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的是提供一種對鋼軌焊縫的快速超聲檢測系統(tǒng)，包括三大部分： 超聲系統(tǒng)、掃查系統(tǒng)和成像系統(tǒng)。掃查系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠、重復性好的掃查過程，結合高性 能的超聲系統(tǒng)，有效避免原有超聲A型掃查中的漏檢、誤檢；成像系統(tǒng)將掃查數(shù)據(jù)轉換為多 視角二維圖譜，避免了原有普通A型超聲檢測必須人工實時監(jiān)測的缺點，實現(xiàn)了過程監(jiān)控。
[0006] 本實用新型提供了具備穩(wěn)定可靠的掃查裝置及多視角超聲成像系統(tǒng)的解決方案， 具體如下：
[0007] -種鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)，包括掃查系統(tǒng)、超聲系統(tǒng)，掃查系統(tǒng)連接超聲 系統(tǒng)構成超聲掃查系統(tǒng)，還包括成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)包括主機、10控制板、電源模組、顯示模 組，主機板連接10控制板、顯示模組，電源模組為成像系統(tǒng)提供電源；主機連接超聲系統(tǒng)。
[0008] 作為優(yōu)化：掃查系統(tǒng)包括探頭信號分配器、動力源、傳動系、探頭組、編碼器，探頭 信號器連接動力源，動力源分別連接傳動系和探頭組，傳動系連接探頭組，編碼器連接傳動 系；探頭信號器通過信號線連接超聲系統(tǒng)，編碼器連接超聲系統(tǒng)。
[0009] 進一步優(yōu)化：10控制板連接鍵盤板、報警器、電源模組，主機連接存儲器，主機通 過數(shù)據(jù)線連接超聲系統(tǒng)。
[0010] 進一步優(yōu)化：探頭組包括三組探頭，分別檢測鋼軌的軌頭、軌腰、軌底三個部位，探 頭組安裝在傳動系上，超聲系統(tǒng)整合編碼器編譯的位置信號和探頭信號分配器通過信號線 傳來的超聲信號。 toon] 上述中：掃查系統(tǒng)負責穩(wěn)定可靠的掃查，包括探頭組的運動、探頭與工件的耦合、 編碼器的脈沖產(chǎn)生及傳輸，是超聲檢測的輔助工裝；
[0012] 超聲系統(tǒng)負責產(chǎn)生超聲信號并將接收返回的超聲信號轉換為數(shù)字信號，是超聲檢 測的核心部件。
[0013] 成像系統(tǒng)負責從超聲系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)進行顯示、成像、存儲、分析等工作，是超聲檢 測的附加部件，卻是無損檢測新技術的核心。
[0014] 由上述技術特征，本實用新型結合現(xiàn)有超聲檢測設備，還可集成如下優(yōu)勢：
[0015] 1、三對一發(fā)雙收探頭進行對射和串列式掃查，實現(xiàn)鋼軌的基本覆蓋；
[0016] 2、每對探頭在實現(xiàn)一發(fā)一收的同時，還實現(xiàn)了自發(fā)自收，一發(fā)一收模式對面積型 缺陷敏感，自發(fā)自收模式對體積型缺陷敏感；
[0017] 3、掃查過程實現(xiàn)三組探頭聯(lián)動，可以同時展開對軌頭、軌腰和軌底的檢測。
[0018] 4、超聲采集系統(tǒng)多通道同時工作，數(shù)據(jù)的采集、處理與傳輸更高效，能夠實時反映 探傷數(shù)據(jù)；
[0019] 5、實現(xiàn)多視角超聲成像，同時顯示被檢焊縫的左視圖、俯視圖和正視圖；
[0020] 6、儀器設置簡單，操作快捷，可用觸摸屏和/或鍵盤等方式進行操作，軟件界面美 觀，功能強大；
[0021] 7、采用嵌入式工業(yè)計算機平臺和嵌入式操作系統(tǒng)，體積小巧，功耗低，運算能力 強。
[0022] 上述鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)的檢測方法，包括如下幾個步驟：
[0023] 步驟1 :連接上電，首先將各部件連線上電，連接后成像系統(tǒng)向10控制板發(fā)出電源 指令，將超聲系統(tǒng)上電，然后成像系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與超聲系統(tǒng)進行連接，對超聲系統(tǒng)進行參 數(shù)設置和數(shù)據(jù)讀?。?br>
[0024] 步驟2 :初始化，超聲系統(tǒng)通過信號線、探頭信號分配器向探頭組發(fā)出電信號并收 回超聲信號；掃查系統(tǒng)通過傳動系將探頭組移動到初始位置；成像系統(tǒng)將編碼器的值置為 初值，將成像顯示置為空；
[0025] 步驟3 :初始化操作執(zhí)行結束后，用戶向成像系統(tǒng)發(fā)出檢測開始指令，并同時向動 力源發(fā)出掃查指令，探頭組開始移動，超聲系統(tǒng)將從探頭組獲取的超聲數(shù)據(jù)實時的傳輸?shù)?成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)進行實時的成像處理，并定時顯示A掃和圖譜；探頭組到達終點位置 后，用戶向成像系統(tǒng)發(fā)出檢測結束指令，成像系統(tǒng)將檢測數(shù)據(jù)和成像數(shù)據(jù)存儲到存儲器。
[0026] 成像系統(tǒng)的成像方法包括如下幾個步驟：
[0027] 步驟1 :首先掃查系統(tǒng)將探頭組移動到初始位置，成像系統(tǒng)執(zhí)行初始化操作，開始 從超聲系統(tǒng)獲取位置信號與超聲信號，隨著探頭組的移動，獲得不同位置的超聲信號；
[0028] 步驟2 :成像系統(tǒng)將取得的位置信號與超聲信號異步保存到存儲器上，同時將超 聲信號轉換為圖譜，轉換方法為將A掃高度值轉換為顏色值，根據(jù)探頭組各自的角度，將位 置信號分別轉換到左視、俯視和正視的位置值，在對應點進行著色，色彩為A掃轉換的顏色 值，從而形成圖譜；
[0029] 步驟3 :定時將超聲信號以A掃形式顯示到顯示模組的指定區(qū)域，定時將圖譜顯示 到顯示模組的指定區(qū)域。
[0030] 本實用新型的功能如下：
[0031] 1、具備完善的文件管理功能，能夠滿足用戶對檢測數(shù)據(jù)和圖像的保存、調閱、拷 貝、分析等文件操作和管理功能；
[0032] 2、具備完善的用戶管理功能，能夠滿足用戶數(shù)據(jù)安全和流程管理；
[0033] 3、具備性能校準功能，使得用戶可以完成規(guī)定的性能指標的測試和校準；
[0034] 4、提供自檢功能，使得設備在不符合使用要求的情況下不能進行探傷，保證檢測 的有效性；
[0035] 5、具有報警功能，幫助用戶更好的發(fā)現(xiàn)缺陷；
[0036] 6、具備適應性，能適用現(xiàn)場不同的軌型。
[0037] 本實用新型的性能與技術指標如下表所示：
[0038]
【權利要求】
1. 一種鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)，包括掃查系統(tǒng)、超聲系統(tǒng)，掃查系統(tǒng)連接超聲系 統(tǒng)構成超聲掃查系統(tǒng)，其特征在于：還包括成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)包括主機、10控制板、電源 模組、顯示模組，主機板連接10控制板、顯示模組，電源模組為成像系統(tǒng)提供電源；主機連 接超聲系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)，其特征在于：掃查系統(tǒng)包括 探頭信號分配器、動力源、傳動系、探頭組、編碼器，探頭信號器連接動力源，動力源分別連 接傳動系和探頭組，傳動系連接探頭組，編碼器連接傳動系；探頭信號器通過信號線連接超 聲系統(tǒng)，編碼器連接超聲系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)，其特征在于：10控制板連接 鍵盤板、報警器、電源模組，主機連接存儲器，主機通過數(shù)據(jù)線連接超聲系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權利要求2所述的鋼軌焊縫多視角超聲探傷系統(tǒng)，其特征在于：探頭組包括三 組探頭，分別檢測鋼軌的軌頭、軌腰、軌底三個部位，探頭組安裝在傳動系上，超聲系統(tǒng)整合 編碼器編譯的位置信號和探頭信號分配器通過信號線傳來的超聲信號。
【文檔編號】G01N29/265GK204101514SQ201420567447
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】宋偉, 王虎 申請人:南通友聯(lián)數(shù)碼技術開發(fā)有限公司