[發(fā)明專利]角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310435731.4
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104090024A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 惠國華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法，一種用于角鋼孔隙檢測的角鋼檢測裝置包括聲表面波裝置(1)、測距傳感器(2)和若干個應(yīng)力波傳感器(3)；應(yīng)力波傳感器、測距傳感器和聲表面波裝置上分別設(shè)有用于與計算機電連接的數(shù)據(jù)接口；其特征是，所述聲表面波裝置包括計數(shù)器(4)、振蕩器(5)和聲表面波諧振器(6)；振蕩器和聲表面波諧振器構(gòu)成振蕩回路，計數(shù)器與振蕩回路電連接，計數(shù)器上設(shè)有用于與計算機(8)電連接的數(shù)據(jù)接口，聲表面波諧振器上設(shè)有兩個探針(7)，測距傳感器設(shè)于一個探針上；所述檢測方法包括如下步驟：

(1-1)預(yù)先在計算機中設(shè)定隨機共振系統(tǒng)模型和孔隙壁厚預(yù)測模型；

在計算機中設(shè)定的n個取值范圍與標準信噪比谷值的絕對值A(chǔ)_i的對應(yīng)關(guān)系，i＝1，L，n；設(shè)定誤差閾值d，設(shè)定聲表面波檢測閾值S；其中，是孔隙的直徑，是孔隙所在位置的角鋼厚度；

(1-2)將角鋼的兩端分別設(shè)為起始端和末端，將脈沖錘和各個應(yīng)力波傳感器固定在起始端的內(nèi)、外表面上；

(1-3)脈沖錘敲擊角鋼，角鋼內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，將各個應(yīng)力波傳感器檢測的應(yīng)力波信號輸入到計算機中，計算機計算各個應(yīng)力波信號的平均值，得到應(yīng)力波平均信號；

(1-4)在應(yīng)力波平均信號中，提取1個完整的應(yīng)力波脈沖信號，將0至120ms內(nèi)的所述應(yīng)力波脈沖信號I(t)輸入隨機共振系統(tǒng)模型中，使隨機共振系統(tǒng)模型發(fā)生共振；計算機利用信噪比計算公式計算輸出信噪比SNR；

(1-5)計算機畫出隨機共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比曲線，得到信噪比曲線的信噪比谷值，并將信噪比谷值的絕對值作為信噪比特征值F；

(1-6)當則計算機做出角鋼中的孔隙為A_i所對應(yīng)的的取值范圍的判斷；

(1-7)當并且測量位置距離角鋼的末端＞1.5厘米時，將脈沖錘和各個應(yīng)力波傳感器從角鋼的內(nèi)、外表面上取下，將脈沖錘和各個應(yīng)力波傳感器逐漸向角鋼末端移動，并將脈沖錘和各個應(yīng)力波傳感器依次固定于距離上次測量位置0.5至1厘米的角鋼內(nèi)、外表面上，重復(fù)步驟(1-3)至(1-6)進行測量；

當并且測量位置距離角鋼的末端≤1.5厘米時，脈沖錘停止工作，計算機做出角鋼無孔隙的判斷，并將判斷信息在計算機的顯示屏上顯示；

當轉(zhuǎn)入步驟(1-8)；

(1-8)測量孔隙的壁厚：

步驟a，將脈沖錘和各個應(yīng)力波傳感器從角鋼的內(nèi)、外表面上取下；

將聲表面波諧振器的兩個探針固定于包裹有聚酰亞胺絕緣薄膜的角鋼的起始端的內(nèi)、外表面上，兩個探針之間的間距為2至3毫米；角鋼的末端上設(shè)有用于反射測距傳感器的測量信號的擋板(11)；

步驟b，聲表面波諧振器工作，計數(shù)器檢測聲表面波響應(yīng)頻率Freq_SAW，聲表面波響應(yīng)頻率Freq_SAW輸入到計算機中，計算機利用孔隙壁厚預(yù)測模型計算出角鋼中的孔隙相對于探針側(cè)的壁厚；

步驟c，沿角鋼的橫截面方向移動聲表面波諧振器的兩個探針與角鋼內(nèi)、外表面固定的位置，重復(fù)步驟b進行檢測，得到若干個壁厚d；

步驟d，將測距傳感器檢測的探針與角鋼末端之間的距離值及與距離值相對應(yīng)的各個壁厚d存儲在計算機中；

步驟e，重復(fù)步驟a至d對角鋼進行軸向掃描式檢測；

(1-9)預(yù)先對角鋼的內(nèi)、外表面進行測量，設(shè)定角鋼的內(nèi)、外表面上的點的坐標，根據(jù)角鋼的內(nèi)、外表面的點的坐標，探針與角鋼末端之間的距離值及與距離值相對應(yīng)的各個壁厚d，計算機建立角鋼及角鋼中孔隙的三維模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法，其特征是，所述步驟b中，孔隙壁厚預(yù)測模型為

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法，其特征是，所述隨機共振系統(tǒng)模型為其中，V(x)為非線性對稱勢函數(shù)，ξ(t)為高斯白噪聲，A是輸入信號強度，D是噪聲強度，t是布朗運動粒子運動時間，x是粒子運動的坐標。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法，其特征是，所述信噪比計算公式為其中，ω是信號頻率，Ω為角頻率，S(ω)是信號頻譜密度，S_N(Ω)是信號頻率范圍內(nèi)的噪聲強度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法，其特征是，所述聲表面波檢測閾值S為1.4％至3.5％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法，其特征是，所述誤差閾值d為0.2至0.8。