圓盤水浸超聲自動檢測系統(tǒng)設計及實現(xiàn).docx

1、盤水浸超聲自動檢測系統(tǒng)設計及實現(xiàn)學院：數(shù)理與.土木工程學院專業(yè)：應用物理學姓名：王粵桐學 號：指導老師：張國才職 稱：講師中國珠海二。二。年五月存在缺陷。最后通過軟件對掃查數(shù)據(jù)進行存儲，處理以及成像。通過最終的超聲檢測波 形對被檢工件進行分析，來反映被測零件的質量，可用于缺陷統(tǒng)計、定位、定量等操作。電腦主機：探傷卡A 連接LabviewLabview發(fā)送信息碼探頭帶動mvRIO控制器連接電源三軸絲桿°步進電機 <驅動器圖3. 1系統(tǒng)的設計3.1材料的定制水箱由于實驗室己有的水箱尺寸太小，結合本課題的情況，為了方便觀察探頭以及試件 在掃查進程中的實時情況，需要重新設計一個透明的水

2、箱。根據(jù)被檢工件的尺寸大小及 承重能力，需要定制一個長80cm、寬60cm、高40cm、厚8mm的玻璃水箱（見圖3. 2）。考慮到此玻璃水箱的結實程度及裝水后的重量，為了方便移動，在水箱外加裝一個 鋁合金框架（見圖3.3）,并在鋁合金底部安裝四個可剎輪（見圖3.4）。圖3. 2水箱圖3. 3鋁合金框架圖3. 4可剎輪被檢工件（圓盤）為了實現(xiàn)圓盤水浸超聲自動檢測系統(tǒng)，因實驗室沒有本課題所需的圓盤，故而定制 了一個材料為45號鋼的圓盤。此圓盤直徑為150mm、厚度為15mm, 一共有四個刻槽（可 視為缺陷）o具體缺陷尺寸、分布可見圖3. 5、圖3. 6：圖3. 5圓盤標識圖圖3. 6圓盤實物圖轉動

3、裝置為了能夠使被檢工件（圓盤）能夠轉動起來，配合探頭，更有效更快速的檢測圓盤, 需要一個能帶動圓盤轉動的裝置。具體設計如下：先將上板用螺絲裝在軸承上，使上板固定在軸承上，同樣中板與軸 承用相同的方式連接在一起。中板套在底板上，防水步進電機固定在底板中心位置。此 時的防水步進電機在軸承和中板中間，防水步進電機的轉軸從中板、軸承穿過至上板， 頂部與上板平齊。轉軸與上板中心點固定成為一體，當防水步進電機轉動時，帶動上板 轉動。最后可把圓盤對心放在上板上面，即完成圓盤轉動。圖3. 7轉動裝置3.2重要零部件的選用探頭在本設計中選用5P14F50探頭。水浸超聲檢測時使用的探頭一般是聚焦探頭。我們 平時檢

4、測時常用到的是普通的探頭，普通探頭易擴散，削弱能量，檢測靈敏度降低。在 被設計中需要用到聚焦探頭來彌補普通探頭的不足。聚焦探頭分點聚焦和線聚焦，點聚焦探頭的信噪比和靈敏度比線聚焦探頭較好， 而線聚焦探頭的掃查范圍、掃查速度和檢測效率比點聚焦探頭都好。但是對于小于聲束 寬度的相同缺陷大小的檢測能力是一致的。對于圓盤水浸超聲自動檢測來說，會選擇掃 查范圍、掃查速度和檢測效率較好的線聚焦探頭。步進電機步進電機是以驅動器做為指引的，因此步進電機和驅動器是配套使用的。通過控制 脈沖個數(shù)和脈沖頻率來控制角位移量和電機轉動速度，從而達到準確定位和調速的目的 9O根據(jù)系統(tǒng)的需求，在木設計中選用了兩種不同類型的

5、步進電機，一種是帶動掃查架 運動的步進電機，一種是在水中帶動圓盤轉動的防水步進電機。(1) 帶動掃查架運動的步進電機：選用了型號為57BYGH56的二相混合式步進電機。這型號的步進電機的主要特點為: 運行穩(wěn)定、加速性能好、高效率、低振動。表3. 1 57BYGH56型號的兩相混合式步進電機步距角(° )機身長(mm)相電流(A)相電阻(Q )靜轉矩(kg. cm)轉動慣 量(g. cm2)引線數(shù)(根)重量(kg)1.8562.80.912.630040.7(2) 在水中帶動圓盤轉動的防水步進電機：本設計由于是水浸超聲自動檢測系統(tǒng)，所以選用的步進電機需要注意防水，故選用 型號為EKP5

6、7HS108-20S4-FS的57二相防水步進電機，可水下三米內工作。這型號步進 電機的主要特點為適合做低速平穩(wěn)運行的應用質。表3. 2 EKP571IS108-20S4-FS的57二相防水步進電機步距角(°)機身長(mm)電流(A)電阻(Q )電感(mH)1.810822.25.4靜力矩（Nm）定位力矩轉動慣量（gcm2）引線數(shù)（根）重量（kg）1.23.528041. 1驅動器步進電機驅動器的主要功能是將電脈沖轉化為角位移。當步進驅動器接收到一個脈 沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一定的角度。57BYGH56型號的二相混合式步進電機配套的驅動器為ZD-6560-V4型號，

7、該驅動器 高集成度、高抗干擾能力，可同時驅動兩個步進電機，也可分開控制單個步進電機，也 有過熱自動保護功能。EKP57HS108-20S4-FS型號的57二相防水步進電機機配套的驅動器為DM542型號。圖3. 7控制器與膽動器的連接MyRIO-1900 控制器步進電機電源該驅動器抗高頻干擾能力強；內部集成了參數(shù)自動整定功能。圖3. 8驅動器與零件的連接控制器控制器是根據(jù)接收從Labview中發(fā)送過來的指令去控制步進電機驅動器，然后使得 步進電機能被調速、制動等操作。它還能完成協(xié)調和控制計算機系統(tǒng)的操作?？刂破鞯幕竟δ苁歉鶕?jù)Labview發(fā)送的信息碼，對其發(fā)送過來的信息碼進行譯碼， 再由操作控

8、制部件有序地控制各部件，完成操作碼規(guī)定的功能。本設計中，選用myRI0-1900型號的控制器,它可使用Labvicw進行編程。myRIO 有三個接口，驅動器與其中一個接口連接，將myRIO通過USB線纜與計算機相連（控制 器程序見圖3.10）。連接至電腦USB端口電源圖3. 9控制器連接口發(fā)射接收卡在本設計中，探傷卡選用的是型號為CTS-04PC的超聲發(fā)射接收卡。CTS-04PC超聲 發(fā)射接收卡是基于PCI總線的多通道超聲探傷卡，每卡具有4個超聲波通道冒。根據(jù)應 用的需要，探傷卡可以進行二次開發(fā)，在這里就通過Labview這個軟件進行二次開發(fā)。 通過PCI總線與Labvicw通信，通道波形使用

9、計算機屏幕顯示，可觀察波形、數(shù)據(jù)及報 警情況等（探傷卡程序見圖3.11） o圖3. 11探傷卡采集回波信號圖3. 11探傷卡采集回波信號3.3掃查裝置掃查裝置是由三軸掃查架和線聚焦探頭組成。三軸掃查架是由四根的絲桿搭建構成，此絲桿是由絲桿螺母、螺桿、支撐座和滾珠 組成。其中兩根絲桿作為Y軸、一根絲桿為X軸、一根絲桿作為Z軸（見圖3.12）。Z 軸主要調控探頭距工件的距離即水距,X、Y軸移動可實現(xiàn)定軸方向帶動探頭的勻速移動, 起到掃查作用。掃查架使用螺絲固定在鋁合金框架上。為確保掃查定位的精確性，本設計選擇了 1204規(guī)格型號（即絲桿直徑為12mm導程 為4nun）的滾珠絲桿。滾珠絲桿的主要功能

10、是將旋轉運動轉化為線性運動，同時兼具高 精度、可逆性等特點'。X、Y、Z三軸設計的有效行程分別為500mm、400mm> 200mm。其中X軸的滾珠絲桿 長520mm, Y軸的滾珠絲桿長680mm。水平負載量為56kg,垂直（拉力）負載量為15kg, 足以夾持本設計中的探頭。在Labview中輸入指令并發(fā)送信息碼到控制器，經(jīng)過步進電 機驅動器驅動步進電機轉動滾珠絲桿。三軸上夾持的液浸線聚焦探頭進行掃查工作。圖3. 12三軸掃查架3.4控制系統(tǒng)本設計檢測系統(tǒng)的控制部分以Labview為主。通過計算機軟件Labview輸入?yún)?shù)、 發(fā)射信號給myR10-1900控制器，以步進電機驅動器

11、為指引，使得步進電機控制三軸移 動，并通過探頭夾持裝置帶動探頭移動。超聲波通過水作為耦合劑，到達圓盤進行掃查 檢測，在計算機Labview的前面板中能夠實時顯示出A型波形，從而實現(xiàn)圓盤的端面掃 查檢測。3.4.1 labview操作前面板Labview的控制操作主要分為三個部分：（1）探傷卡設置：用于輸入基本參數(shù)（見圖3.13）；（2）機械設置：調節(jié)三軸的移動方向、移動距離和移動速率（見圖3. 14）；（3）圖像顯示：掃查結果的顯示（見圖3.15） o在本設計中，在探傷卡設置界面、機械設置界面中輸入任何參數(shù)都可觸發(fā)事件結構內部的程序。圖3.13探傷卡設置前面板圖3. 14機械調整前面板圖3.

12、15圖像顯示前面板具體操作步驟i步驟一：在探傷卡設置界面輸入基本參數(shù)（如波幅、增益等）。i步驟二：在機械設置界面，通過調整“三軸移動距離”“三軸移動速度”“三軸移動方向”使檢測探頭檢測起始位置處于圓盤端面邊上。輸入單軸信息碼確定探頭掃 查的水平探測距離（即圓盤端面的半徑）、移動方向等。i步驟三：待所有參數(shù)都調整好后，點擊“發(fā)送信息碼”按鍵開始進行自動掃查檢測, 可通過點擊“停止檢測”暫停掃查過程。i步驟四：通過圖像顯示界面，采集掃查結果，可實時查看掃查出來的波形圖。當掃 查到缺陷時，波形圖會顯示缺陷對應的缺陷回波?？捎涗洸杉降穆暡ㄗ兓Y果， 并將掃查結果保存在計算機中，便于后續(xù)分析結果或回看

13、。程序框圖設計整個自動檢測控制系統(tǒng)的核心是程序框圖。本檢測系統(tǒng)的程序編程主要使用了平鋪 式順序結構、Whilc循環(huán)、事件結構。平鋪式順序結構為程序的最外層結構，內包含有五幀，具體內容見圖3.16。這種結 構能使程序按一定的順序執(zhí)行，本程序中的五幀是從左至右的執(zhí)行相關的命令。在本程 序中，從初始化并啟動探傷卡、初始化控制面板、While循環(huán)執(zhí)行系統(tǒng)、保存參數(shù)并停 止探傷卡到關閉探傷卡聽。事件結構1A型脈沖顯示（初始化并啟動探傷卡；|初始化控制備就While循環(huán)執(zhí)行系統(tǒng)I ；|保存參數(shù)并停止探傷卡 I關閉探傷卡事件分支1事件分支2迭定軸迭擇調整的軸袖方向掃查精度袖速度調節(jié)掃查速度袖移動距離軸移動距

14、離單軸信息碼掃查信息迭擇事件結構2調整探傷卡設置，包括卡 號、零點、增益等設置。發(fā)送單軸信息碼 發(fā)送掃查信息事件分支3圖3. 16程序設計整個程序編程設計的核心部分則是While循環(huán)執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的內容。該循環(huán)執(zhí)行系 統(tǒng)中包括了兩個事件結構：事件結構1、事件結構2。兩個事件結構跟A型脈沖顯示又 是息息相關的。（1）事件結構1：連接著前面板中的探傷卡設置界面。在這個事件結構中主要是針 對卡的參數(shù)設置。在這個界面中可以輸入探傷卡的通道、卡號、零點、范圍、增益、報 警方式等等。在事件結構1中包含著22個事件分支，每個事件分支對應著一個值的設置，例如事件分支1是“控制面板.卡號”：值改變，這就代表這個事

15、件分支1是表示 探傷卡的卡號，可通過前面板輸入。0超町拉副國版.卡號.： ifl改支2) 控制網(wǎng)板.通道通道&:更瞄.控制面板.通酒.閘門.W： <6改變 ，5»典板.發(fā)JT電任(VT： tfl汶受 .控制畫成.;»宜方式： fiSS6 .控制面伍改變，投制面板.重復超Hz):值歡7 .笠制m氐.遍道.頓網(wǎng)e：值改竟.控制面： 1BK28 .控制面版.通道.通裁.:值改芟.技制成孜通道.虢(C).:值改受9 控制直配.通道.方吱H(n滬ffi»2.按制面板.通道薄點(10ns):值改變10 .&刨宜成通退.范國(10”).: ifi汶受.控制

16、IE友通道.移位(10ns).: 1H3S11 .控制面坂.通循.23烘(0.1 db).:值改變技制II夜.通道詞門啟用用(丁：值改受 【18) 笠制廈嗔.通道.聞門.報警方式.：值茹19 控制面？S.通酒.闡門.rXfi(IOns):值改受,投制西S.通道.聞門.OBOOns):值改安20 .控制IB板.通道.聞門JF5(%).:值2®門： t&KSE圖3. 17事件結構1(2) 事件結構2：連接著前面板中的機械設置界面。在這個事件結構中主要用于調 節(jié)探頭位置，以及設定要掃查多大的一個平面。在此事件結構中包含著3個事件分支。 事件分支1：主要是用于設置探頭的起始位置。如探

17、頭一開始不是位于理想位置, 可將通過選定某個軸、選擇軸方向(有正向、反向兩種選擇)、調節(jié)軸移動速度和移動 距離調整探頭位置。若要通過三個軸調整，那么可再設置一個事件結構，里面包含三個 事件分支(X軸、Y軸、Z軸)。單選定某軸，確定軸方向、移動速度、移動距離后，形 成一個由10個字符組成的單軸信息碼。第0個字符(圖3. 18第根線)一一發(fā)送單軸信息，為“9” ；第1個字符(圖3. 18第根線)一一選定需要控制的軸，X軸是1, Y軸是2, Z 軸是3；第2個字符(圖3. 18第根線)一一移動方向，反向用0表示，正向用1表示；第345個字符(圖3. 18第根線)一一移動距離；第678個字符(圖3.

18、18第根線)一一移動速度；第9個字符(圖3. 18第根線)結束符，為“9”。先輸入單個字符，最后利用連接字符串連接形成一個單軸信息碼。在這以選定X軸 為例：9101235409,這就是X軸的單軸信息碼。若要調整三個軸，也可把三個軸調節(jié)好 后，選擇三維信息碼，點擊發(fā)送信息碼后，系統(tǒng)就執(zhí)行這個指令了。圖3. 18單軸信息碼 事件分支2：主要設定掃查面。在本設計中，檢測時是防水步進電機帶動圓盤轉 動，同時檢測探頭以一定的速度從圓盤邊往圓盤中心移動，兩者配合完成整個圓盤端面 的掃查。根據(jù)這種情況，可以知道掃查過程中只需要移動X軸進行端面檢測，故而在事 件分支2中的掃查信息碼也為單軸信息碼，設定好參數(shù)后

19、就點擊發(fā)送信息碼。但與事件 分支1中的單軸信息碼的移動速度、距離等參數(shù)不同。在本設計中，被檢工件圓盤的周 長為471mm，根據(jù)GB/T47013標準掃查速度不得超過150nun/s,所以探頭檢測時的速度 是4s移動7mm。而防水電機要與探頭配合工作，所以電機的轉速也是4s轉1轉。 事件分支3：主要是發(fā)送事件分支1的單軸信息碼和事件分支2的掃查信息碼。 當事件分支1和事件分支2的信息碼設定好后，點擊發(fā)送信息碼，將會發(fā)送到myRIO-1900 控制器。也就是說Labview發(fā)送到myRIO-1900控制器的主要有單軸信息碼和掃查信息 碼。圖3. 20事件分支3（3）While循環(huán)執(zhí)行系統(tǒng)中還包括了

20、事件結構之外的一件事：探傷卡波形數(shù)據(jù)的采 集與顯示，使得呈現(xiàn)出A型脈沖波形°While循環(huán)中的兩個事件結構不斷的被監(jiān)控，若 是兩個事件結構中任何一個事件結構被觸發(fā)，都會改變波形數(shù)據(jù)的采集與顯示。Labview 與控制器通訊后，以驅動器作為指引，探傷卡對超聲回波數(shù)據(jù)進行實時采集，采集的超 聲回波數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰浖羞M行處理并顯示波形。（下圖3.21為隨機數(shù)形成的波形，并 非是檢測結果的波形）波形圖表澳|波形圖表澳|圖3. 21隨機數(shù)組形成的波形3.5圖像顯示的結果分析掃查出來的結果通過計算機軟件Labview前面板，結合超聲發(fā)射接收卡將A型波形 圖反饋顯示出來.為了對圓盤的檢測結果進行準確

21、性和穩(wěn)定性的評估，我們通過人工手 動進行檢測來驗證本設計的成功性。首先確保能明顯看出圖像上缺陷的存在，操作重復性較高。以圖像分析前面板顯示 的結果，確定缺陷數(shù)量與圓盤的缺陷是否一致。再使用CTS-9006或CTS-1002探傷儀進 行反復檢測圓盤，對檢測到的缺陷進行定性定量的分析。實際檢測的結果和自動檢測的 結果進行對比，若與使用自動檢測系統(tǒng)的結果類似，自動檢測結果得以驗證。若本設計不僅能對此圓盤進行自動化檢測，對其他的圓盤工件也可以進行精確穩(wěn)定誠信承諾書本人鄭重承諾：本人承諾呈交的畢業(yè)設計圓盤水浸超聲自動 檢測系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)是在指導教師的指導下，獨立開展研究取 得的成果，文中引用他人的觀點

22、和材料，均在文后按順序列出其參 考文獻，設計使用的數(shù)據(jù)真實可靠。本人簽名：王粵桐日期：2020年5月13日的檢測，那么可得本設計是成功的。4總結4.1結論通過對超聲自動檢測系統(tǒng)一系列的學習和研究，設計了一套圓盤水浸超聲自動檢測 系統(tǒng)。此檢測系統(tǒng)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測，避免了很多不確定因素，提高了檢測質量和 檢測效果。但是，本設計還存在著不足的地方，對于探頭起始位置的設置，并不能完全 做到自動化定位，這步需要人工設定，這就帶來相應的誤差。其次本設計中只涉及到一 維方向的掃查，如果進行三軸掃查，即可實現(xiàn)對圓盤的平面掃查了。針對本設計，己經(jīng) 完成了對圓盤的水浸超聲自動檢測，實現(xiàn)了自動化的基木功能，達到

23、了本設計的目的了。4.2展望針對以上存在的不足，希望能對系統(tǒng)進行以下升級改造：（1）實現(xiàn)完全自動化檢測，減少人工誤差。（2）能對掃查檢測得到的結果進行更深一步的分析，如能直觀缺陷的相對位置， 自動對缺陷結果進行分析。（3）實現(xiàn)對不同類型圓盤的檢測。謝辭通過對圓盤水浸超聲自動檢測的設計，我學到了很多有關于水浸檢測以及自動檢測 的一些知識，并且對Labview有了進一步的認識。在此十分感謝學校以及給予我在這次 的畢業(yè)設計上幫助與付出的老師和同學，如果沒有老師和同學給予理論和技術上的幫 助，估計很難完成本次設計。此設計的完結也意味著我在北京理工大學珠海學院的四年大學生涯即將進入尾聲， 十分的感謝本校

24、四年來的栽培與照顧。我將會為步入社會做好準備，在未來的道路上做 好自己！圓盤水浸超聲自動檢測系統(tǒng)設計及實現(xiàn)摘要五大常規(guī)無損檢測技術中的超聲波檢測在各個領域都有著廣泛的應用，圓盤是一種 應用范圍非常廣泛的零件。本文針對目前國內外水浸超聲自動檢測系統(tǒng)研發(fā)的現(xiàn)狀及圓 盤檢測的現(xiàn)狀，結合超聲檢測原理，設計了一套圓盤水浸超聲自動檢測系統(tǒng)。根據(jù)設計的檢測系統(tǒng)，選擇了適用于本系統(tǒng)的探頭、步進電機、驅動器、探傷卡和 myRI0-1900控制器等硬件，并結合圖形化編程軟件Labvicw編寫系統(tǒng)控制程序。設計出 來的檢測系統(tǒng)能實現(xiàn)對三軸掃查裝置的靈活控制、超聲回波信號的采集和波形的形成。 關鍵詞：水浸超聲檢測；L

25、abview；自動檢測系統(tǒng)；圓盤Design and implementation of automatic ultrasonic testing system for disc water immersionAbstractFive kinds of conventional ultrasonic nondestructive testing techniques have been widely used in various fields, and disk testing is one of the most widely used parts.In this paper, accor

26、ding to the research and development of automatic plate immersion ultrasonic testing system at home and abroad, the current situation of ultrasonic testing plate immersion liquid, combined with the principle of ultrasonic testing, a group of automatic plate immersion ultrasonic testing system design

27、.According to the designed detection system, the hardware suitable for the system, such as probe, stepping motor, driver, flaw detection card and myrio-1900 controller, is selected, and the system control program is compiled by combining with the graphical programming software LabVIEW. The detection

28、 system designed can realize the flexible control of the three-axis scanning device, the acquisition of ultrasonic echo signal and the formation of waveform.Key words: Key words: water immersion ultrasonic testing; LabVIEW; automatic testing system; disk目錄1前言11.1課題背景及研究意義11.2研究現(xiàn)狀1水浸超聲自動檢測系統(tǒng)的國內外進展1圓盤

29、檢測的研究進展21.3研究目標及主要解決問題21.4本設計的優(yōu)點及特色22相關理論32.1檢測原理3超聲波檢測的工作原理3水浸超聲波無損檢測原理32.2Labview 的簡介323研究設計的方法、系統(tǒng)的檢測方法43系統(tǒng)的設計43.1材料的定制5水箱5被檢工件（圓盤）6轉動裝置63.2重要零部件的選用7探頭7步進電機7驅動器8控制器8發(fā)射接收卡93.3掃查裝置93.4控制系統(tǒng)10labview操作前面板10具體操作步驟10程序框圖設計113.5圖像顯示的結果分析144總結154.1結論154.2展望15參考文獻16謝辭171前言1.1課題背景及研究意義五大常規(guī)無損檢測技術中的超聲波檢測在各個領域

30、都有著廣泛的應用。超聲檢測具 有操作方便等優(yōu)點，但缺點是檢測時有一定的近場長度。隨著對超聲檢測的要求不斷提高，原有的手工檢測方式不再能滿足當今時代的檢測 需求，逐漸的從人工檢測向自動檢測發(fā)展。水浸超聲檢測與接觸法超聲檢測相比，更易 實現(xiàn)自動探傷，同時還減少了近場區(qū)的影響。圓盤是一種應用范圍非常廣泛的零件，如法蘭盤、軸承蓋等。如果對圓盤零件的檢 測進行得不徹底、不準確，將這個檢測不徹底又有質量問題的圓盤零件運用到生活或生 產(chǎn)當中去，會導致重大的不良后果。因此，為確保檢測的質量，需要從源頭上解決探傷 不徹底的問題，從而提高檢測質量。1.2研究現(xiàn)狀水浸超聲自動檢測系統(tǒng)國內外進展(1) 國外：在20世

31、紀，超聲檢測儀已經(jīng)實現(xiàn)了與計算機技術結合在一起使用，形成的超聲檢 測儀器可以自動識別、報警等功能。隨著科技的發(fā)展以及檢測技術的不斷提升，人們開 始朝著水浸超聲檢測的方向進行研究。美國物理聲學公司(PAC)和英國超聲波科學公司(USL)研制了可以對表面復雜的 工件進行A掃和A、B、C掃描的水浸超聲檢測系統(tǒng)。(2) 國內：不僅國外能成功研制出水浸超聲自動檢測系統(tǒng)，國內的各個研究所也對水浸超聲自 動檢測系統(tǒng)作了大量的研究。哈爾濱焊接研充所成功開發(fā)了能夠實現(xiàn)對環(huán)狀焊縫高精度 檢測的超聲自動檢測系統(tǒng)。中國科學院武漢物理與數(shù)學研究所研制了成像效果良好的水 浸超聲檢測成像系統(tǒng)。圓盤檢測的研究進展目前，國內的

32、檢測圓盤類零件主要是靠手工接觸式的方法進行超聲波的掃查檢測。 然而人工檢測的方式效率低下，同時要檢測人員有一定檢測經(jīng)驗和有著較高的檢測技術 要求。由于手工掃查不均勻，不可避免地存在漏檢現(xiàn)象，檢測質量不穩(wěn)定，且容易出安 全事故。1.3研究目標及主要解決問題本課題研究的目標主要是根據(jù)水浸超聲波無損檢測原理，利用以Labvicw為控制核 心的工控機，設計一套可控檢測圓盤的水浸超聲自動檢測系統(tǒng)。i主要解決的問題有：（1）設計一套圓盤水浸超聲自動檢測系統(tǒng)的裝置，包括水缸的購買、如何使得圓 盤被檢工件轉動、各個零件如何連接起來。（2）根據(jù)實驗室已有的圓柱水浸超聲自動檢測裝置，選擇合適的探頭，并實現(xiàn)探 頭的

33、運行。根據(jù)圓盤工件的尺寸，設計好探頭與工件間的距離，水層厚度為多少。（3）能夠控制三軸步進電機和防水步進電機，選擇合適的電機和驅動控制器。（4）研究如何通過運動控制卡控制四臺電機。（5）掌握軟件Labview,并會操作控制整個檢測系統(tǒng)，設置好參數(shù)（包括步進參數(shù)、 圓盤轉速等），使電機帶動探頭實現(xiàn)對圓盤端面的自動掃查。（6）研究測控界面如何對接收的缺陷信號進行采集、處理和實時成像。1.4本設計的優(yōu)點及特色超聲波檢測可以分為接觸式和非接觸式，水浸法是非接觸法的一種。由于接觸法對 被檢工件表面的光潔度要求高，容易造成耦合不良的現(xiàn)象等缺點，對于工業(yè)生產(chǎn)來說， 檢測工件數(shù)量較多，若采用人工接觸法檢測，會

34、導致成本高、檢測效率低等，因此采用 非接觸檢測較好。水浸超聲檢測法，對于本設計來說，是將探頭和被檢工件（圓盤）全部沒入水中， 用水做耦合劑，這樣的耦合方式穩(wěn)定。探頭和被檢工件（圓盤）沒有直接接觸，探頭發(fā) 射的信號通過水層傳播到達被檢工件。水浸超聲檢測因為探頭并非直接接觸被檢工件，這種檢測方式能夠很好的克服被檢 工件由于表面光潔度不夠而造成耦合不良和聲能損失等不利于檢測的因素。并且將探頭 壓電效應所造成的盲區(qū)淹沒在液體中，相當于無盲區(qū)檢測，提高了探傷靈敏度氣表1.1人工接觸法和水浸超聲自動檢測的不同人工接觸法水浸超聲自動檢測（非接觸式）耦合劑機油（耦合層難均勻）水（耦合層均勻）速度難控制、效率低易控制、效率同被檢工件的表面要求較光滑要求相對較低檢測結果不直觀、精確度較低直觀、精確度較高2相關理論2.1檢測原理超聲波檢測的工作原理聲源產(chǎn)生超聲波，超聲波以一定的方式進入被檢工件。探傷儀根據(jù)接收反射回來的 超聲波及傳播過程中的衰減程度，對其進行處理和分析。評估被檢工件