大型回转件自动超声无损检测技术与应用研究

摘要

超声波无损检测技术以其快速、准确、无污染、低成本等特点已成为国内外应用广泛、使用频率高以及发展迅速的一种无损检测技术。本文以企业委托课题“回转体超声波自动探伤系统研制及推广应用”为依托，在对国内外超声检测技术的发展现状和趋势进行综合分析的基础上，针对目前大型回转件检测效率低、不直观、判伤难、无记录和人为影响大等缺点，进行大型回转件在线超声波自动探伤技术研究，设计开发了一套以便携式工控计算机和数字式超声波检测卡为平台的超声波自动探伤软件系统，适用于大型回转件的超声波自动检测。 论文的主要内容和研究成果如下： (1)通过对超声检测的概念、特点、适用范围及常规超声检测方法的论述，分析了国内外超声检测技术的研究现状及发展趋势。 (2)通过分析大型回转件自动超声波无损检测系统的实际需求，从系统的总体目标和功能分析入手，针对检测对象的加工方法及常见缺陷，分析了大型回转件的探伤方法和探伤条件，提出了一种由超声波发射与接收板卡、在线检测自适应探头夹持装置、缺陷定位子系统、供回油系统、便携式工控计算机及运动小车等组成的超声自动检测系统的总体方案，并讨论了该系统总体方案实施的关键技术。 (3)通过分析软件系统的设计目标，阐述了模块化的软件开发方法，按照模块化软件设计思想，对系统功能模块结构进行了划分，提出了由数据库、检前设置、在线检测、检后数据处理与分析和系统帮助五大功能模块构成的回转体超声波自动探伤系统。分析了各功能模块完成的主要功能，并确定了软件系统的体系结构。 (4)研究了软件系统功能实施技术。利用Visual C++.Net和Borland Delphi7开发了大型回转件超声自动检测系统。详细介绍了主控模块、超声信号采集与显示模块、自动增益模块、自动调校模块、探伤灵敏度调节模块、缺陷定位模块、缺陷定量模块、缺陷定性分析模块、数字信号处理与分析模块、数据压缩与　解压模块、零件与探头管理模块和数据维护模块的主要功能和软件实现方法。 (5)介绍了软件系统的主要功能和操作界面，并在对现场运行实验过程进行说明后，以实例形式详细介绍了大型回转件的在线检测方法，并对系统运行效果作了一定的分析，指出了系统的优点和不足。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1超声检测概述

1.1.1无损检测的概念和方法

1.1.2超声检测的特点及适用范围

1.1.3常规超声检测方法

1.2国内外超声检测的研究现状及发展趋势

1.2.1国外超声波检测技术的研究现状

1.2.2国内超声波检测技术的研究现状

1.2.3超声波检测技术的发展趋势

1.3课题背景、研究意义及主要研究内容

1.3.1课题背景

1.3.2研究意义

1.3.3课题的主要研究内容

2超声波自动检测系统的总体方案设计

2.1系统总体目标和功能分析

2.1.1系统总体目标

2.1.2系统功能分析

2.2探伤方法和探伤条件的选择

2.2.1检测对象

2.2.2探伤方法

2.2.3探伤条件的选择

2.3自动检测系统设备的选择与功能子系统设计

2.3.1超声波发射与接收板卡的选型分析

2.3.2在线检测自适应探头夹持装置设计

2.3.3缺陷定位子系统设计

2.3.4供回油系统的设计

2.3.5 工控计算机的选择

2.3.6运动小车设计

2.4超声在线检测系统的总体方案

2.5实施总体方案的关键技术分析

3软件系统的功能设计与开发方法

3.1软件系统的设计目标

3.1.1软件应实现的基本功能

3.1.2软件的性能目标

3.2软件系统的设计方法

3.3功能模块结构划分

3.4开发和运行环境的选择

3.5软件的体系结构

4软件系统功能的实施技术研究

4.1系统主控模块的功能与设计

4.2超声信号的采集与显示方法

4.3自动增益的设计与实现方法

4.3.1自动增益的作用、意义

4.3.2软件实现方法

4.4自动调校模块的设计

4.4.1水平线性的调节

4.4.2材料衰减系数的测定

4.5探伤灵敏度调节模块的设计与实施方法

4.5.1探伤灵敏度调节的作用、意义

4.5.2探伤灵敏度的调节方法

4.5.3软件实现方法

4.6缺陷定位模块的设计

4.6.1缺陷的定位方法

4.6.2软件实现方法

4.7缺陷定量模块的设计

4.8缺陷定性分析模块的设计

4.9数字信号处理与分析模块的设计

4.10数据压缩与解压模块的设计

4.10.1数据压缩的方法分类

4.10.2软件实现方法

4.11零件与探头管理模块的设计

4.12数据维护模块的设计

5系统运行实例与分析

5.1软件系统主界面介绍

5.2现场运行实验过程说明

5.3在线检测实例

5.4运行效果分析

6总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文和参与科研情况

致谢