CN102759577A - 一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位*** - Google Patents

一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位***，本发明将导轨固定装置安装在耳轴轴体上，记录刻度盘零度位置作为基准点，调整探头夹持架，使带楔块的相控超声探头与检测面接触，之后可在工控机的上位机软件中设置自动或手动模式，PLC接受上位机指令通过变频器控制步进电机工作，步进电机带动带指针的扫查臂沿环形导轨移动，耦合剂伴随探头移动通过耦合剂储槽自动涂抹在检测面上，检测到焊缝缺陷时，记录缺陷图像，同时记录带指针的扫查臂上指针对应的刻度盘刻度。本发明实现了钢包耳轴环焊缝检测的图像化和自动化，提高了超声检测的准确性和效率，克服了传统人工检测的缺点和不足。

Description

一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位***
技术领域
    本发明主要涉及相控阵超声波无损检测领域，具体涉及一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位***。
背景技术
钢包是冶金行业广泛使用的一种设备，它的作用是承载钢水并将其转运至下一道炼钢工序。耳轴是起吊钢包的部件，它通过耳轴箱与包体组接到一起，起吊时承载着整个钢包的重量。由于承重较大，且钢包内介质的高危害性，要求钢包耳轴必须具有较高的安全性和可靠性。通常情况下，耳轴与包体、耳轴箱间有一定程度的焊接区域。与其它部位相比较，这些焊接区域更容易产生缺陷，导致安全事故，因此，需要加强对焊接区域的定期检验。
相控阵超声波检测技术是一种特殊的超声波检测技术，它具有①检测灵敏度高，穿透力强；②扇形扫描，检测效率高；③成像方便，且通过成像可对缺陷进行定性的分析；④设备携带方便，检测成本低；⑤对身体无害等一系列优点。基于这些优点，相控阵超声波技术已越来越多的应用于工业现场的无损检测，特别是对金属焊缝的检测。
在对焊缝进行检测时，虽然相控阵超声成像***能够直观的显示缺陷相对探头的位置，但是在记录检测结果时，无法定位探头的位置。因此，要准确的定位某个缺陷，必须使用编码器对探头进行定位。编码器能够记录探头与扫查起点的距离。然而，常规的编码器只擅长线性扫查的定位，对于环焊缝一类的检测对象，其定位计算将会非常复杂。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位***。
本发明一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位***包括工控机，RS-232串口线，PLC，变频器，步进电机，带指针的扫查臂，导轨固定装置，探头夹持架，带楔块的相控超声探头，耦合剂储槽，相控阵超声波探伤仪和以太网线。
工控机的串口通过RS-232串口线与PLC的com口相连，PLC的I/O口通过电缆线接变频器，变频器通过电缆与步进电机连接，步进电机固定安装在带指针的扫查臂上，并通过传动轴与带指针的扫查臂的行进齿轮连接，带指针的扫查臂通过行进齿轮安装在导轨固定装置的环形导轨上，探头夹持架固定安装在带指针的扫查臂上，探头夹持架夹头内侧与弹簧一端连接，并通过夹头夹持带楔块的相控超声探头，弹簧的另一端与带楔块的相控超声探头的末端连接，探头夹持架夹头外侧壁上安装有耦合剂储槽，耦合剂储槽通过软管与探头楔块上的耦合剂槽连接，带楔块的相控超声探头通过电缆与相控阵超声波探伤仪连接，相控阵超声波探伤仪通过以太网线与工控机连接。
所述的导轨固定装置包括定长夹钉，环形导轨，导轨连接件，刻度盘和固定夹板。环形导轨和刻度盘同轴设置，定长夹钉包括第一定长夹钉和第二定长夹钉，环形导轨包括第一导轨和第二导轨，刻度盘包括第一刻度盘和第二刻度盘。第一导轨与第二导轨通过导轨连接件连接，第一刻度盘与第二刻度盘通过导轨连接件连接，第一定长夹钉与第二定长夹钉分别穿过第一环形导轨、第二导轨环形、第一刻度盘和第二刻度盘，并同轴设置，第一定长夹钉与第二定长夹钉尾部分别设置固定夹板。
有益效果：本发明实现了检测的自动化和简单化。只需要简单的安装，即可以实现对钢包耳轴环焊缝的自动检测，如果检测到缺陷信息，还可以直观的对缺陷进行定位，省去了繁琐的定位计算。提高了检测效率，降低了检测结果对检测人员经验和专业水平的依赖。本***对于炼钢厂钢包耳轴的大批量检测，具有较好的应用意义。
附图说明
图1为本发明的***结构图；
图2为本发明的环形导轨装置图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的实施例，详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本***包括工控机（含上位机软件），RS-232串口线，PLC，变频器，步进电机1，带指针的扫查臂2，导轨固定装置3，探头夹持架4，弹簧5，耦合剂储槽6，带楔块的相控超声探头7，相控阵超声波探伤仪8和以太网线。
上位机软件包括人机界面和相控阵超声波采集及分析软件。
工控机（含上位机软件）的串口通过RS-232串口线与PLC的com口相连，PLC的I/O口通过电缆线接变频器，变频器通过电缆与步进电机1连接，步进电机1固定安装在带指针的扫查臂2上，并通过传动轴与带指针的扫查臂2的行进齿轮连接，带指针的扫查臂2通过行进齿轮安装在导轨固定装置3的环形导轨上，探头夹持架4固定安装在带指针的扫查臂2上，探头夹持架4夹头内侧与弹簧5一端连接，并通过夹头夹持带楔块的相控超声探头7，弹簧5的另一端与带楔块的相控超声探头7的末端连接，探头夹持架4夹头外侧壁上安装有耦合剂储槽6，耦合剂储槽6通过软管与探头楔块上的耦合剂槽连接，带楔块的相控超声探头7通过电缆与相控阵超声波探伤仪8连接，相控阵超声波探伤仪8通过以太网线与工控机（含上位机软件）连接。
如图2所示，导轨固定装置3包括定长夹钉，环形导轨，导轨连接件17，刻度盘和固定夹板16。环形导轨和刻度盘同轴设置，定长夹钉包括第一定长夹钉10和第二定长夹钉11，环形导轨包括第一导轨12和第二导轨13，刻度盘包括第一刻度盘14和第二刻度盘15。第一导轨12与第二导轨13通过导轨连接件连接，第一刻度盘14与第二刻度盘15通过导轨连接件连接，第一定长夹钉10与第二定长夹钉11分别穿过第一导轨12、第一刻度盘14、第二刻度盘15和第二导轨13，并同轴设置，第一定长夹钉10与第二定长夹钉11尾部分别设置固定夹板16。
本***的工作原理为：试验时，首先确定耳轴9直径以选择合适的导轨固定装置3，之后将导轨固定装置3安装在耳轴9轴体上，记录刻度盘零度位置作为基准点。调整探头夹持架4，使带楔块的相控超声探头与检测面接触，之后可在工控机的上位机软件中设置自动或手动模式，PLC接受上位机指令通过变频器控制步进电机工作，步进电机带动带指针的扫查臂沿环形导轨移动，耦合剂伴随探头移动通过耦合剂储槽6自动涂抹在检测面上。检测到焊缝缺陷时，记录缺陷图像，同时记录带指针的扫查臂上指针对应的刻度盘刻度。

Claims (2)

1. 一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位***，其特征在于：该***包括工控机，RS-232串口线，PLC，变频器，步进电机，带指针的扫查臂，导轨固定装置，探头夹持架，带楔块的相控超声探头，耦合剂储槽，相控阵超声波探伤仪和以太网线；
工控机的串口通过RS-232串口线与PLC的com口相连，PLC的I/O口通过电缆线接变频器，变频器通过电缆与步进电机连接，步进电机固定安装在带指针的扫查臂上，并通过传动轴与带指针的扫查臂的行进齿轮连接，带指针的扫查臂通过行进齿轮安装在导轨固定装置的环形导轨上，探头夹持架固定安装在带指针的扫查臂上，探头夹持架夹头内侧与弹簧一端连接，并通过夹头夹持带楔块的相控超声探头，弹簧的另一端与带楔块的相控超声探头的末端连接，探头夹持架夹头外侧壁上安装有耦合剂储槽，耦合剂储槽通过软管与探头楔块上的耦合剂槽连接，带楔块的相控超声探头通过电缆与相控阵超声波探伤仪连接，相控阵超声波探伤仪通过以太网线与工控机连接。
2.一种钢包耳轴环焊缝相控超声波自动检测定位***，其特征在于：所述的导轨固定装置包括定长夹钉，环形导轨，导轨连接件，刻度盘和固定夹板，环形导轨和刻度盘同轴设置，定长夹钉包括第一定长夹钉和第二定长夹钉，环形导轨包括第一导轨和第二导轨，刻度盘包括第一刻度盘和第二刻度盘，第一导轨与第二导轨通过导轨连接件连接，第一刻度盘与第二刻度盘通过导轨连接件连接，第一定长夹钉与第二定长夹钉分别穿过第一环形导轨、第二导轨环形、第一刻度盘和第二刻度盘，并同轴设置，第一定长夹钉与第二定长夹钉尾部分别设置固定夹板。
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