轧辊磨床在线超声波探伤系统开发

摘要

轧辊是轧钢生产中的重要工具，其性能将直接影响轧机产量和产品质量。如果轧辊探伤工作做不到位，会造成轧辊在线剥落事故，导致轧辊未到达其使用寿命提前报废，给生产稳定和降成本工作造成很大影响。随着企业对产量和质量的需求不断提高，对轧辊的使用安全提出了更高的要求。为防止因轧辊缺陷造成轧制事故，所以合理选择轧辊探伤手段，做好轧辊无损探伤工作就至关重要。
　　本课题研究的目的是设计开发轧辊磨床在线超声波探伤系统，提高对轧辊内部缺陷的探伤能力。本文的研究内容主要包括以下几个方面：
　　(1)通过查阅大量的参考文献，研究了轧辊无损探伤技术，分析了轧辊无损探伤技术的优缺点;分析了超声波和超声波探伤的原理;研究了轧辊内部缺陷产生的原因和缺陷判定方法;分析了超声波探伤的发展现状，并展望了超声波探伤的发展趋势。
　　(2)基于轧辊磨床超声波探伤系统的工作方式，提出了所设计控制系统的整体硬件方案，主要包括:探头、信号处理单元、工业控制计算机、坐标采集单元和耦合剂过滤系统。
　　(3)在硬件设计方面，探头采用德国K.K公司单晶纵波直探头，超声波信号处理单元由电源模块、发射电路、限幅电路、放大电路、滤波电路、检波电路、A/D转换电路、FPGA逻辑控制电路和专用PCI6220接口电路组成。
　　(4)在软件设计中采用LabVIEW开发轧辊磨床超声波探伤软件系统，软件系统主要包括用户登录系统、参数配置、数据采集程序、超声波探伤程序和历史记录查询程序。
　　(5)通过标定辊测试和手工探伤测试，表明该超声波探伤系统具备检测轧辊内部缺陷的能力。论文最后对轧辊探伤技术进行展望，提出了多探头、多功能的复合探伤方式将是轧辊探伤技术的发展方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 轧辊无损探伤的技术简介及应用现状

1．3 轧辊无损探伤技术的优缺点分析

1．4 超声波探伤技术的研究及现状分析

1．5 本章小结

第2章 超声波及超声波探伤原理

2．1 超声波的基本性质

2．1．1 超声波的速度及波长

2．1．2 超声波声场的特征值

2．1．3 超声波的衰减

2．2 超声波探伤的原理

2．2．1 超声波探伤方法的分类

2．2．2 纵波脉冲反射式超声探伤工作原理

2．2．3 耦合剂

2．3 缺陷的判定

2．3．1 内部缺陷产生的原因

2．3．2 缺陷存在的判断

2．3．3 缺陷的定位

2．3．4 缺陷的定量

2．3．5 缺陷的显示

2．4 影响超声波探伤结果的因素

2．5 本章小结

第3章 轧辊磨床超声波探伤系统硬件设计

3．1 轧辊磨床超声波探伤系统工作原理

3．2 轧辊磨床超声波探伤系统基本结构

3．2．1 超声波探头

3．2．2 信号处理单元

3．2．3 轧辊坐标采集单元

3．2．4 工业控制计算机

3．2．5 耦合剂供给系统

3．3 本章小结

第4章 轧辊磨床超声波探伤系统软件设计

4．1 LabVIEW概述

4．2 LabVIEW的特点

4．3 LabVIEW的设计方法和步骤

4．4 基于LabVIEW的上位软件开发

4．4．1 用户登录系统

4．4．2 参数配置

4．4．3 数据采集程序

4．4．4 超声波探伤程序

4．4．5 历史记录查询程序

4．5 超声波探伤系统检测效果测试

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢