[發明專利]一種機車輪軸超聲自動探傷方法及裝置

在審

• 申請號: 201310286581.5
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103353480A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 吳文燾;李平;肖靈
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及超聲探傷領域，尤其涉及一種機車輪軸超聲自動探傷的方法及裝置。

背景技術

機車輪軸是機車車輛系統的關鍵部件之一，在高速度、長距離及循環交變的破壞性應力作用下，機車輪軸很容易發生疲勞裂紋，且位置隱蔽，這些都存在極大隱患。為避免事故的發生，及時發現車軸的疲勞缺陷，必須對車軸進行無損探傷檢測。

由于超聲波探傷方法適用范圍廣，對金屬、非金屬、陶瓷及復合材料等可以進行快速準確的表面及內部探傷，因此，超聲探傷特別適合于進行機車輪軸探測。傳統的超聲波探傷檢測方法中，運用小角度縱波探頭或者橫波探頭，對輪軸進行探測，根據缺陷回波波形、波高判斷故障，提高了輪軸探傷效率和結果的一致性，減輕了勞動量。但是檢測方法較單一，單個探頭靈敏度不高，分辨率低，超聲探頭工作狀態受機械結構影響較大，檢測結果依靠波形判斷致使檢測率低和結果不直觀，而且智能化程度較低。因此，如何提高機車輪軸探傷的準確性、精度及智能化程度是當前面臨的問題。

發明內容

本發明的目的是能夠提供一種克服上述缺陷的機車輪軸超聲自動探傷方法及裝置。

在本發明的第一方面，提供了一種機車輪軸超聲自動探傷裝置，包括：機械模塊：用于承載輪軸，包括：縱波穿軸檢測移動機構和超聲相控陣探傷移動機構；還包括縱波穿軸檢測探頭，對機車輪軸的穿軸進行探測；超聲相控陣探傷探頭，對機車輪軸軸身進行探測。主控工控機模塊：控制縱波穿軸檢測移動機構，將縱波穿軸檢測探頭移動到輪軸穿軸的適當位置；控制超聲相控陣探傷移動機構，將超聲相控陣探傷探頭移動到輪軸軸身的適當位置；對超聲穿軸回波信號進行自動識別，對超聲C掃描圖像進行圖像識別。超聲電子模塊：通過縱波穿軸檢測探頭和超聲相控陣探傷探頭分別對輪軸進行縱波穿軸探測和超聲相控陣探測。

在本發明的第二方面，提供了一種機車輪軸超聲自動探傷方法，包括：主控工控機模塊向機械模塊發送命令，將機車輪軸載入到輪軸轉動機構上；主控工控機模塊啟動縱波穿軸檢測移動機構，使縱波穿軸檢測探頭緊貼輪軸穿軸；超聲相控陣探傷移動機構下移，直至相控陣探傷探頭緊貼輪軸軸身；主控工控機模塊向超聲電子模塊發送命令，超聲電子模塊對輪軸進行超聲穿軸探測和超聲相控陣探測，獲得的超聲穿軸回波信號和超聲相控陣成像數據傳送至主控工控機模塊；主控工控機模塊對所述超聲穿軸回波信號進行自動識別，對所述超聲相控陣成像數據進一步處理，得到超聲C掃描圖像后，對超聲C掃描圖像進行圖像識別。

本發明可以根據對機車輪軸進行縱波穿軸探測和超聲相控陣探測這兩種探測方法組合，分別對得到的超聲穿軸回波信號和超聲C掃描圖像進行自動圖像識別，提高了機車輪軸超聲自動探傷方法的準確性和精度。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的機車輪軸超聲自動探傷裝置結構軟件和硬件模塊示意圖；

圖2為本發明一個實施例的機車輪軸超聲自動探傷裝置的結構圖；

圖3為本發明實施例的機車輪軸超聲自動探傷方法的流程圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

圖1為一種機車輪軸超聲自動探傷裝置結構軟件和硬件模塊示意圖，該裝置包括：機械模塊，主控工控機模塊及超聲電子模塊。

其中，主控工控機模塊用于控制縱波穿軸檢測移動機構和超聲相控陣探傷移動機構，將縱波穿軸檢測探頭和超聲相控陣探傷探頭移動到輪軸的適當位置；主控工控機模塊控制超聲電子模塊，使超聲電子模塊通過縱波穿軸檢測探頭和超聲相控陣探傷探頭分別對輪軸進行超聲穿軸探測和超聲相控陣探測，主控工控機模塊對獲得的超聲穿軸回波信號進行自動識別，對超聲C掃描圖像進行圖像識別，判斷缺陷種類、位置及大小，完成缺陷識別處理。

圖2為一種機車輪軸超聲自動探傷裝置結構圖，其中主控工控機模塊和超聲電子模塊放置于工控機機柜中連為一體；機械模塊、主控工控機模塊及超聲電子模塊互相電連接。機械模塊包括龍門和底座，縱波穿軸檢測移動機構，縱波穿軸檢測探頭，輪徑測量機構，超聲相控陣探傷移動機構，超聲相控陣探傷探頭，輪軸，耦合劑供給及回收系統，輪軸轉動機構，耦合劑噴射機構。

龍門和底座由長方形金屬框架構成，縱波穿軸檢測移動機構在龍門和底座的左右兩側，帶動縱波穿軸檢測探頭移動，檢測輪軸的穿軸，輪徑測量機構正對輪軸，超聲相控陣探傷移動機構位于龍門和底座的上部，輪軸轉動機構對輪軸進行轉動，使超聲相控陣探傷探頭可以自由探測輪軸的一整圈。

圖3為本發明實施例的機車輪軸超聲自動探傷方法的流程圖。如圖3所示，本發明提供的機車輪軸超聲自動探傷的方法包括以下步驟：