汽车后桥环焊缝自动超声波探伤系统(下)

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　　   2.2系统功能设计

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　　   2.2.1HKD-8数字探伤仪

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　　HKD-8数字探伤仪具有8通道，能独立发射和接收超声波，各通道都能独立完成探伤功能，又能任意组合，轮替进行探伤扫查，具有如下功能：a。系统参数和探伤工艺的设定以及伤波等三类数据的存储和恢复；b。声速设置，零点校准，K值校准及缺陷深度定位；c。探伤灵敏度及报警闸门的调节；d。对闸门内回波进行读数监视及声光分级报警；e。超标缺陷的自动打标记及探伤结果的自动存储；f。整条环缝探伤波形的360°全景显示及存储；g。探伤报告的建立、记录和打印；h。实时显示回波波高、位置以及回波峰值包络选择。

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　　探伤仪采用人机对话方式操作，各参数可通过鼠标选择调整。

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　　   2.2.2桥壳夹持旋转机床

　　机床完成桥壳的定位及旋转动作，同时支撑和送给探伤探头，机床以桥壳两端轴套管的外表面为定位和夹持基准。工件的旋转采用交流伺服电机变频控制来调节桥壳的旋转速度。由液压站供给动力，驱动探头的进退，同时供给探伤耦合剂。探头的探伤位置由位置传感器和压力传感器给定，工件的上下由人工完成，也可增加机械手实现自动上下工件。机床上设计有缺陷定位打标装置，采用电磁铁驱动，使用长效油性记录笔，根据计算机指令标记出缺陷相应位置。

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　　   2.3仪器控制系统

　　仪器控制系统可实现全自动探伤和手动探伤程序，手动探伤主要用于系统的调整和人工探伤，设置有“急停”和“复位”按钮，同时，通过变频调速器可设定和调整探伤工件的旋转速度。全自动探伤由计算机控制，在计算机程序中设置有虚拟控制盘和各功能按钮，可单独控制探伤工序中的每一动作，还可选择探伤仪通道，全屏幕观察该通道号探伤波形，实时监测探伤过程，提高探伤的准确性。全自动探伤程序用于连续探伤生产。

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　　   2.4多通道数字探伤仪

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　　探伤仪由计算机处理系统同步控制，并采用键盘按照人机对话的形式进行操作。由计算机系统发出同步脉冲信号触发发射电路，产生高压负脉冲加在超声探头上，探头收到的脉冲超声波转换成微弱信号，由接收放大器放大，经A/D转换器将信号转换成数字信号，进入计算机运算处理，最后经显示卡至显示器上，实时或冻结显示器波脉冲，多通道探伤仪主要技术指标如下：频率范围为0。5～10 MHz；最高重复频率为5 kHz；衰减量为119 dB，0。5 dB步进(小档)和5 dB步进(大档)；动态范围为26 dB；垂直线性不大于4 %(2。5 MHz)；水平线性不大于4 %；脉冲延迟0～302。0 mm；测量范围为38。01～304。1 mm；采样频率为40 MHz；分辨率不小于28 dB；对200 mm深度-2平底孔2。5p20Z灵敏度不小于46 dB；5p14Z灵敏度不小于36 dB；每通道都有伤波闸门，其范围可从0 %～100 %，以红色亮线显示，水平方向表示时间，垂直方向表示范围，同时具有声、光报警方式，并在工件上实时标记缺陷位置。

  ; x# k+ X+ M' g, D    3测试及使用结果

　　目前，汽车后桥的超声波探伤系统还没有明确的检验标准，借用YB1082-92标准对探伤系统进行了评价，其综合性能指标达到了YB4082-92规定的合格值。同时对实际车桥模拟缺陷进行了检测，缺陷检出率为100 %，图3为某车桥检测整条焊缝的波形记录和缺陷位置、长度及波高的档案记录，缺陷为未焊透(图中CH1～CH4为探头号，α为车桥的旋转角度)。

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图3车桥探伤记录格式

   　本系统采用了车桥桥头内孔探伤的新方法实现了汽车后桥环焊缝的全自动探伤。"采用一体化设计的微型组合探头，采用机油耦合，弹性施力，使得声耦合条件稳定。检测过程中声束入射条件稳定，保证了探伤的稳定和高灵敏度。同时，该系统采用了计算机控制，实现了缺陷的评判、定位以及记录的自动化，也实现了探伤报告的实时编写，该系统已投入使用。

　　本研究得到中国科学院武汉数学物理研究所褚梅娟、王子诚、祝军等同志的帮助，谨致谢意。

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