專利名稱：超聲波檢測設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及超聲波無損檢測領域，更具體地涉及一種特別是應用于重型回轉(zhuǎn)體空心、封頭類零件的超聲波檢測設備。
背景技術：
超聲波無損檢測是在不損壞零件或原材料工作狀態(tài)的前提下，使用超聲波對不能被直觀檢驗到的表面和內(nèi)部質(zhì)量進行檢查的一種檢測手段。超聲波檢測的原理是，如果金屬中有氣孔、裂紋、分層等缺陷(缺陷中有氣體)，超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處時，就會全部或部分反射，反射回來的超聲波被探頭接收，通過儀器內(nèi)部的電路處理，在儀器的熒光屏上就會顯示出不同高度和有一定間距的波形，可以根據(jù)波形的變化特征判斷缺陷在零件中的深度、位置和形狀。超聲波檢測的優(yōu)點是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，并且能對缺陷進行定位和定量?，F(xiàn)有的超聲波檢測通常是由檢測人員手工進行操作、記錄和標記。通常零件被置于重型輥臺上，由輥臺的動力驅(qū)動零件旋轉(zhuǎn)，檢測人員手持檢測標準規(guī)定的超聲波探頭，在涂有耦合劑的零件上往復運動，進行檢驗標準規(guī)定的檢測。這種檢測方法勞動強度大，檢測結果受操作人員的技術水平、疲勞程度、情緒波動等因素影響，檢測結果是通過檢驗人員手工根據(jù)儀器指示的指標進行記錄，手工對缺陷點進行標記，誤差往往比較大。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的在于提高超聲波檢測的可靠性，降低檢測人員的勞動強度。特別地，本實用新型的目的是要實現(xiàn)零件超聲波檢測的自動化，對檢測結果采用計算機自動記錄，實現(xiàn)多探頭、多通道同時檢測和記錄，提高檢測效率和檢測的可靠性。為此目的，本實用新型提供一種超聲波檢測設備，該超聲波檢測設備包括工作臺，被檢測零件承載于所述工作臺上，并且在操作過程中，所述工作臺與被檢測零件一起水平旋轉(zhuǎn)；超聲波檢測裝置，其包括多個超聲波探頭，用于對被檢測零件進行超聲波檢測；移動支架，其用于承載和移動所述超聲波檢測裝置；電子控制系統(tǒng)，其用于控制所述工作臺、 所述超聲波檢測裝置以及所述移動支架的操作，其中，所述控制系統(tǒng)控制所述多個超聲波探頭對被檢測零件同時進行檢測并對獲得的缺陷信息予以存儲。該超聲波檢測設備特別適合于對重型回轉(zhuǎn)體空心、封頭類零件進行無損探傷檢測。該電子控制系統(tǒng)可包括具備數(shù)據(jù)存儲和處理能力的任何裝置，例如，安裝有相關程序的計算機、數(shù)控系統(tǒng)等。在優(yōu)選實施方式中，所述超聲波檢測裝置包括分別設置在所述移動支架的立柱和橫梁上的至少一個水平檢測臂和至少一個垂直檢測臂，所述水平檢測臂和所述垂直檢測臂中的每個的端部都設置有測頭架，每個所述測頭架上設置有至少一個超聲波探頭，并且所述超聲波探頭能夠相對于水平面以不同的角度設置。在優(yōu)選實施方式中，所述水平檢測臂能夠在所述移動支架的立柱上沿水平和垂直方向移動，并且所述水平檢測臂的每個測頭架上都設置有致動器，所述致動器用于實時改變所述超聲波探頭的角度，以便在進行檢測時使所述超聲波探頭始終垂直于被檢測表面。 對水平檢測臂而言，由于能夠在檢測過程中在所述立柱上沿垂直和水平方向移動，同時該水平檢測臂上的探頭還能夠在致動器的作用下改變角度，因此能夠以四軸聯(lián)動的方式對零件的相應表面進行檢測。此處，應該指出的是，驅(qū)動水平檢測臂在立柱上沿垂直和水平方向移動的裝置以及用于改變超聲波探頭的角度的致動器可以是本領域已知的任何類型的驅(qū)動裝置，例如伺服電機等。在優(yōu)選實施方式中，所述垂直檢測臂能夠在所述移動支架的橫梁上沿水平和垂直方向移動，并且所述垂直檢測臂的每個測頭架上都設置有致動器，所述致動器用于實時改變所述超聲波探頭的角度，以便在進行檢測時使所述超聲波探頭始終垂直于被檢測表面。 與水平檢測臂類似，這種結構的垂直檢測臂也能夠以四軸聯(lián)動的方式對零件的相應表面進行檢測。并且，驅(qū)動垂直檢測臂在橫梁上沿水平和垂直方向移動的裝置以及用于改變超聲波探頭的角度的致動器也可以是本領域已知的任何類型的驅(qū)動裝置。在優(yōu)選實施方式中，所述超聲波檢測設備還包括標準試件存儲裝置，所述標準試件存儲裝置中存放有用于標定探頭參數(shù)和讀數(shù)并驗證最終檢測結果的標準試件。此處，所述標存試件存儲裝置是檢測標準試件庫。對超聲波無損檢測而言，其檢測缺陷需要與標準試件進行比對。所謂標準試件是根據(jù)相關的檢測標準、規(guī)范規(guī)定的在與被檢測零件相同的材料、厚度、熱處理狀態(tài)、形狀的試件上人為做出標準規(guī)定的缺陷，作為標定探頭參數(shù)、讀數(shù)，同時驗證最終的檢測結果的試件。在優(yōu)選實施方式中，所述缺陷信息以圖像和/或映射數(shù)據(jù)的形式被存儲。由于圖像可以是平面的，也可以立體的，并且具備篩選缺陷大小的功能，同時可以將小于允許缺陷的圖像屏蔽掉，而只顯示需要處理的缺陷。因此，圖像是存儲和顯示檢測到的缺陷的最佳方式。在優(yōu)選實施方式中，所述電子控制系統(tǒng)包括上位機和下位機，所述上位機用于處理檢測信息、擬合缺陷圖像以及啟動控制設備，所述下位機用于控制所述超聲波檢測設備的各個部件以及相應致動器的操作。此處，上位機通常是安裝有信息處理、圖像擬合等程序的計算機，而下位機通常是負責具體部件的啟動、操作和停止的數(shù)字控制系統(tǒng)。在優(yōu)選實施方式中，至少一個所述測頭架上設置有耦合劑噴涂裝置和/或耦合劑清除裝置和/或缺陷位置標記裝置，所述耦合劑噴涂裝置用于在檢測之前將耦合劑噴涂至被檢測零件上，所述耦合劑清除裝置用于在檢測完全之后清除被檢測零件上的耦合劑，而所述缺陷位置標記裝置用于將檢測到的缺陷的位置和大小標記在被檢測零件的相應位置上。以此方式，超聲波檢測的所有相關操作都將在電子控制系統(tǒng)的控制下自動完成，不僅降低了檢測人員的勞動強度，還提高了檢測結果的可靠性。在更優(yōu)選的實施方式中，所述被檢測零件是重型回轉(zhuǎn)體空心、封頭類零件，并且/ 或者所述移動支架是龍門移動架。

通過
以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施方式的詳細描述，本實用新型的上述以及其他特征和優(yōu)點將變得更為清楚，附圖中圖1是根據(jù)本實用新型的超聲波檢測設備的主視圖；[0016]圖2是根據(jù)本實用新型的超聲波檢測設備的俯視圖；圖3是根據(jù)本實用新型的超聲波檢測設備的側(cè)視圖。
具體實施方式
首先，應該指出的是，本節(jié)描述的僅僅是用于實施本實用新型的優(yōu)選實施方式，在不改變本實用新型的原理的前提下，本領域技術人員能夠?qū)@里描述的技術方案做出改型和/或變型，這些改型和/或變型也將落入本實用新型的范圍內(nèi)。例如，盡管本節(jié)以重型回轉(zhuǎn)體空心、封頭類零件為對象來描述本實用新型，但是本實用新型的超聲波檢測設備顯然也可用于對其他形狀以及其他類型的零件進行超聲波檢測。參見圖1和2，其中示出了用于重型回轉(zhuǎn)體空心、封頭類零件的超聲波檢測設備。 如圖所示，該超聲波檢測設備包括旋轉(zhuǎn)工作臺1、檢測標準試件庫2、定梁龍門移動架3、垂直檢測臂4、水平檢測臂5、龍門移動架座6以及電子控制系統(tǒng)(未圖示)。龍門移動架座 6用于承載龍門移動架3的本體，使其能夠沿預定軌道行進，從而靠近和/或遠離旋轉(zhuǎn)工作臺1和檢測標準試件庫2。該電子控制系統(tǒng)可以是具備數(shù)據(jù)存儲和處理能力的任何裝置，例如，安裝有相關程序的計算機、數(shù)控系統(tǒng)等。旋轉(zhuǎn)工作臺1用于承載被檢測零件，即重型回轉(zhuǎn)體空心、封頭類零件。在檢測過程中，旋轉(zhuǎn)工作臺ι與裝夾在其上的被檢測零件一起旋轉(zhuǎn)。檢測標準試件庫2用于容置標定探頭參數(shù)和讀數(shù)并驗證最終檢測結果的標準試件。所謂標準試件是根據(jù)相關的檢測標準、 規(guī)范規(guī)定的在與被檢測零件相同的材料、厚度、熱處理狀態(tài)、形狀的試件上人為做出標準規(guī)定的缺陷，作為標定探頭參數(shù)、讀數(shù)，同時驗證最終檢測結果的試件。垂直檢測臂4設置在龍門移動架3的橫梁上，并且能夠相對于該橫梁沿水平和垂直方向移動。作為示例，圖中所示的垂直檢測臂4通過滑座設置在龍門移動架3的橫梁上的滑軌中。垂直檢測臂4能夠與滑座一起沿水平方向在滑軌中移動，并且垂直檢測臂4自身能夠沿垂直方向在滑座中滑動。所述垂直檢測臂4以及滑座可通過本領域已知的任何裝置或方式驅(qū)動，而這些驅(qū)動裝置都是在電子控制系統(tǒng)的控制下根據(jù)預定的程序或算法進行操作。根據(jù)需要或具體應用，這些驅(qū)動裝置可以是電動的、機械致動的或液壓致動的。類似地，水平檢測臂5設置在龍門移動架3的立柱上，并且能夠相對于該立柱沿水平和垂直方向移動。同樣作為示例，圖中所示的水平檢測臂5通過滑座設置在龍門移動架3 的立柱上的滑軌中。水平檢測臂5能夠與滑座一起沿垂直方向在滑軌中移動，并且水平檢測臂5自身能夠沿水平方向在滑座中滑動。類似地，所述水平檢測臂5以及滑座可通過本領域已知的任何裝置或方式驅(qū)動，這些驅(qū)動裝置都是在電子控制系統(tǒng)的控制下根據(jù)預定的程序或算法進行操作。根據(jù)需要或具體應用，這些驅(qū)動裝置可以是電動的、機械致動的或液壓致動的。如圖所示，上述垂直檢測臂4和水平檢測臂5的、靠近旋轉(zhuǎn)工作臺1的一端設置有測頭架，超聲波探頭安裝在所述測頭架上。優(yōu)選的是，所述檢測臂的、設置有探頭的端部 (或者測頭架上)可設置相應的致動器，用于改變探頭角度，從而在檢測過程中使探頭能夠始終垂直于被檢測表面。同樣，根據(jù)需要或具體應用，這些致動器可以是電動的、機械致動的或液壓致動的，例如伺服電機等。測頭架上還可設置耦合劑噴涂裝置、耦合劑清除裝置或缺陷位置標記裝置，耦合劑噴涂裝置用于在檢測之前將耦合劑噴涂至被檢測零件上，耦合劑清除裝置用于在檢測完成之后清除被檢測零件上的耦合劑，而缺陷位置標記裝置用于將檢測到的缺陷的位置和大小標記在被檢測零件的相應位置上。此外，盡管圖中僅示出了一個垂直檢測臂和一個水平檢測臂，應當理解的是，根據(jù)需要可以設置任何數(shù)量的垂直和/或水平檢測臂，并且垂直檢測臂和水平檢測臂的數(shù)量可以相同或不同。類似地，盡管圖中示出的垂直檢測臂和水平檢測臂上僅設置有一個探頭，根據(jù)需要也可以設置任何數(shù)量的探頭，并且每個檢測臂上的探頭數(shù)量可以相同或不同。本實用新型的超聲波檢測設備的工作過程如下先將龍門移動架3移動到圖1所示的位置，將被檢測零件吊裝到旋轉(zhuǎn)工作臺1上進行找正、裝夾。在被檢測零件的安裝和找正過程中，垂直檢測臂4和水平檢測臂5按照檢測工藝流程，對規(guī)定的標準試件進行探頭標定。此處，應當理解的是，每個零件都有相應的檢測標準試件，由于每個零件的尺寸、厚度、 材料不同，規(guī)定的允許缺陷也不相同，因此每次更換不同的零件時需要對探頭的參數(shù)等進行標定。當工件裝夾、探頭標定工作完成之后，將龍門移動架3移動到圖3中的雙點劃線所示的檢測位置。在檢測過程中，通過電子控制系統(tǒng)和相關致動機構，使超聲波探頭能夠始終垂直于零件的被檢測表面，由垂直檢測臂上的探頭對所示零件的內(nèi)表面、水平檢測臂的探頭對所示零件的外表面進行檢測，并將檢測到的缺陷信息記錄在電子控制系統(tǒng)中。如上所述，在檢測過程中，通過垂直檢測臂和水平檢測臂分別進行的四軸聯(lián)動，對工件的內(nèi)外壁及上表面同時進行超聲波檢測，由電子控制系統(tǒng)(具體是上位機)將檢測信息與零件形狀進行擬合處理，最終將被檢測零件的缺陷報告以圖像的形式記錄在計算機中。盡管上面結合附圖詳細地描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是應該理解的是，本實用新型的范圍由所附權利要求限定，在不改變本實用新型的原理的情況下，本領域技術人員能夠做出各種等同的改型和變型，這些改型和變型也將落入本實用新型的范圍內(nèi)。
權利要求1.一種超聲波檢測設備，其特征在于包括工作臺，被檢測零件承載于所述工作臺上，并且在操作過程中，所述工作臺與被檢測零件一起水平旋轉(zhuǎn)；超聲波檢測裝置，其包括多個超聲波探頭，用于對被檢測零件進行超聲波檢測；移動支架，其用于承載和移動所述超聲波檢測裝置；電子控制系統(tǒng)，其用于控制所述工作臺、所述超聲波檢測裝置以及所述移動支架的操作，其中，所述電子控制系統(tǒng)控制所述多個超聲波探頭對被檢測零件同時進行檢測并對獲得的缺陷信息予以存儲。
2.如權利要求1所述的超聲波檢測設備，其特征在于，所述超聲波檢測裝置包括分別設置在所述移動支架的立柱和橫梁上的至少一個水平檢測臂和至少一個垂直檢測臂，所述水平檢測臂和所述垂直檢測臂中的每個的端部都設置有測頭架，每個所述測頭架上設置有至少一個超聲波探頭，并且所述超聲波探頭能夠相對于水平面以不同的角度設置。
3.如權利要求2所述的超聲波檢測設備，其特征在于，所述水平檢測臂能夠在所述移動支架的立柱上沿垂直和水平方向移動，并且所述水平檢測臂的每個測頭架上都設置有致動器，所述致動器用于實時改變所述超聲波探頭的角度，以便在進行檢測時使所述超聲波探頭始終垂直于被檢測表面。
4.如權利要求3所述的超聲波檢測設備，其特征在于，所述垂直檢測臂能夠在所述移動支架的橫梁上沿水平和垂直方向移動，并且所述垂直檢測臂的每個測頭架上都設置有致動器，所述致動器用于實時改變所述超聲波探頭的角度，以便在進行檢測時使所述超聲波探頭始終垂直于被檢測表面。
5.如權利要求4所述的超聲波檢測設備，其特征在于還包括標準試件存儲裝置，所述標準試件存儲裝置中存放有用于標定探頭參數(shù)和讀數(shù)并驗證最終檢測結果的標準試件。
6.如權利要求1至5中任一項所述的超聲波檢測設備，其特征在于，所述缺陷信息以圖像和/或映射數(shù)據(jù)的形式被存儲。
7.如權利要求6所述的超聲波檢測設備，其特征在于，所述電子控制系統(tǒng)包括上位機和下位機，所述上位機用于處理檢測信息、擬合缺陷圖像以及啟動控制設備，所述下位機用于控制所述超聲波檢測設備的各個部件以及相應致動器的操作。
8.如權利要求2至5中任一項所述的超聲波檢測設備，其特征在于，至少一個所述測頭架上設置有耦合劑噴涂裝置和/或耦合劑清除裝置和/或缺陷位置標記裝置，所述耦合劑噴涂裝置用于在檢測之前將耦合劑噴涂至被檢測零件上，所述耦合劑清除裝置用于在檢測完成之后清除被檢測零件上的耦合劑，而所述缺陷位置標記裝置用于將檢測到的缺陷的位置和大小標記在被檢測零件的相應位置上。
9.如權利要求1至5中任一項所述的超聲波檢測設備，其特征在于，所述被檢測零件是重型回轉(zhuǎn)體空心、封頭類零件。
10.如權利要求1至5中任一項所述的超聲波檢測設備，其特征在于，所述移動支架是龍門移動架。
專利摘要本實用新型涉及超聲波無損檢測領域，更具體地提供一種超聲波檢測設備，該超聲波檢測設備包括工作臺，被檢測零件承載于所述工作臺上，并且在操作過程中，所述工作臺與被檢測零件一起水平旋轉(zhuǎn)；超聲波檢測裝置，其包括多個超聲波探頭，用于對被檢測零件進行超聲波檢測；龍門移動架，其用于承載和移動所述超聲波檢測裝置；電子控制系統(tǒng)，其用于控制所述工作臺、所述超聲波檢測裝置以及所述龍門移動架的操作，其中，所述控制系統(tǒng)控制所述多個超聲波探頭對被檢測零件同時進行檢測并對獲得的缺陷信息予以存儲。該超聲波檢測設備能夠提高超聲波檢測結果的可靠性和降低檢測人員的勞動強度。
文檔編號G01N29/28GK201955329SQ20102067860
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權日2010年12月14日
發(fā)明者劉不腐, 楊光, 韓贊東, 黃維蓉 申請人:同方威視技術股份有限公司