[實用新型]前置式全自動相控陣超聲檢測系統

無效

• 申請號: 200920153621.8
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN201397319Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 白世武;劉全利;李佳;薛巖;郭敏利;安志彬;岳莎莎;袁欣然;孫晶
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣管道局;中國石油天然氣管道科學研究院
• 主分類號: G01N29/22
• 分類號: G01N29/22;G01N29/04;G05B19/04
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 金 杰;任清漢

技術領域

本實用新型是一種適用于管道環焊縫和鋼質儲罐橫立焊縫無損檢測的前置式全自動相控陣超聲檢測系統，涉及超聲波的測量、調節電變量的系統和管道系統技術領域。

背景技術

目前在管道或鋼質儲罐焊縫檢測中使用的全自動相控陣超聲檢測設備，均是采用探頭和超聲發射接收控制系統分立安裝，探頭信號經專用相控陣檢測電纜與超聲發射接收控制系統相連接，電纜中傳輸的是微弱的超聲模擬信號，不但增加了專用檢測電纜的成本，也使信號的抗干擾處理變得非常復雜。如我國引進的焊縫全自動相控陣超聲檢測系統，就是將超聲探頭安裝在掃查器上，包括工控機、超聲采集單元、專用伺服驅動系統在內的超聲發射接收控制系統安裝在檢測車上，探頭和超聲發射接收控制單元之間通過專用相控陣檢測電纜相連。該電纜價格昂貴、維修困難，在檢測施工過程中，由于拖拉、扭曲等原因常常造成該檢測電纜故障。由于維修周期長，影響施工進度，增加了施工成本。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種缺陷定位準確、分辨率高、施工安全環保、可實現對管道環焊縫和鋼質儲罐橫立焊縫進行實時分區掃查和TOFD檢測的前置式全自動相控陣超聲檢測系統。

本實用新型的技術方案是在新開發的工控機控制平臺上搭建的全自動相控陣超聲檢測系統，在由探頭和超聲發射接收控制系統組成的檢測系統中，把超聲發射接收控制系統小型化，全部放置在焊縫掃查器上，共同組成一個智能相控陣超聲檢測系統，其構成如圖1所示。它由安裝在掃查器上的超聲發射接收控制板、前置放大器、TOFD探頭、相控陣探頭、多路測溫電路、驅動器、直流伺服電機、編碼器和直流電源及放置在檢測車中的工控機組成。工控機與超聲發射接收控制板由網線連接，超聲發射接收控制板通過同軸電纜與前置放大器連接，前置放大器的輸入接TOFD探頭的輸出；同時超聲發射接收控制板通過多芯同軸電纜與相控陣探頭連接；工控機由RS232與多路測溫電路連接，工控機也與驅動器通過RS232通訊線相連，連有編碼器的驅動器與直流伺服電機連接，直流電源與超聲發射接收控制板、多路測溫電路、驅動器、直流伺服電機、編碼器連接，為其供電。

具體是TOFD探頭C563-SM的OUT+、OUT-分別接前置放大器Model5682的IN+、IN-，前置放大器Model?5682的OUT、GND分別接超聲發射接收控制板multi2000的IN61、GND；相控陣探頭7.5L60E60-10的OUT1-OUT60分別接超聲發射接收控制板multi2000的IN1-IN60；超聲發射接收控制板multi2000的RJ45由網線與工控機JPC-1504的RJ45連接；工控機JPC-1504的TxD1、RxD1通過RS232通訊線分別與多路測溫電路C8051F330的RxD、TxD相連；工控機JPC-1504的TxD2、RxD2通過RS232通訊線分別與驅動器Copley?ACJ-055的RxD、TxD相連，驅動器Copley?ACJ-055的輸出接直流伺服電機Maxon?RE40，驅動器Copley?ACJ-055的輸入接編碼器HEDL55的輸出；直流電源S-100-12與超聲發射接收控制板multi2000、多路測溫電路C8051F330、驅動器Copley?ACJ-055、直流伺服電機Maxon?RE40、編碼器HEDL55連接，為其供電(見圖2)。

相控陣探頭檢測到的信號送到超聲發射接收控制板，TOFD探頭檢測的信號經前置放大器放大后也送到超聲發射接收控制板；工控機的網絡接口與超聲發射接收控制板的通訊口連接，超聲發射接收控制板通過工控機的網絡接口接收程序軟件傳過來的控制字，按照接收的控制字對應的超聲發射接收控制法則對超聲發射接收過程進行控制，并把接收的超聲信號以數據包的形式傳輸給工控機；多路測溫電路將溫度信號送工控機，工控機獲得探頭和環境的實時溫度用于對超聲聲速進行實時修正，使相控陣超聲聚焦法則準確可靠；工控機通過發送控制字給驅動器，控制直流伺服電機的前進、后退、行進速度及行走距離，同時通過驅動器實時檢測直流伺服電機的行進距離，用于對檢測的超聲信號的位置進行精確標定。