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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 數(shù)字化超聲自動(dòng)無損檢測和評價(jià)系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 所開發(fā)的數(shù)字化超聲自動(dòng)無損檢測和評價(jià)系統(tǒng)，能對被檢產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行超聲A/B/C混合掃查，得到材料內(nèi)部立體信息，檢測結(jié)果更為直觀，通過數(shù)據(jù)處理，確定缺陷位置，提供檢測圖象報(bào)告，永久記錄檢測結(jié)果；該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)掃描，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；設(shè)計(jì)的掃查架系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，精度高；該系統(tǒng)還能夠?qū)Ξa(chǎn)品的剩余壽命進(jìn)行客觀的評估。
- 詳細(xì)介紹：
- 在工業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的超聲波無損檢測采用的是A超檢測，對于結(jié)構(gòu)龐大的產(chǎn)品存在掃查面積大、耗費(fèi)時(shí)間長、對操作者的素質(zhì)要求較高等缺點(diǎn)，造成誤檢和漏檢的概率較大。 所開發(fā)的數(shù)字化超聲自動(dòng)無損檢測和評價(jià)系統(tǒng)，能對被檢產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行超聲A/B/C混合掃查，得到材料內(nèi)部立體信息，檢測結(jié)果更為直觀，通過數(shù)據(jù)處理，確定缺陷位置，提供檢測圖象報(bào)告，永久記錄檢測結(jié)果；該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)掃描，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；設(shè)計(jì)的掃查架系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，精度高；該系統(tǒng)還能夠?qū)Ξa(chǎn)品的剩余壽命進(jìn)行客觀的評估，該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： 1．以DSP-FPGA為核心的超聲發(fā)射/接收集成卡，極大地提高了超聲信號的采集、分析和處理能力，為系統(tǒng)的高可靠性和高穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)。 2．開發(fā)了三維數(shù)控掃查軟件子系統(tǒng)、三軸自動(dòng)掃查架及步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)A/B/C混合掃查； 3．開發(fā)了超聲無損檢測和評價(jià)軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)界面友好，操作簡單，能夠?qū)Τ暱▍?shù)、掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)具有超聲信號的實(shí)時(shí)顯示、存儲、分析等功能。 4．在超聲掃查的基礎(chǔ)上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)剩余壽命評估及圖像檢測報(bào)告。 該系統(tǒng)已先后在軋輥廠、閥門廠、制冷設(shè)備廠中得到應(yīng)用，能形象直觀地展示缺陷的位置和形狀，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低了企業(yè)產(chǎn)品的報(bào)廢率。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的和基本思路：在不破壞被檢測材料零部件或設(shè)備的情況下，建立超聲波A、B、C混合掃描系統(tǒng)，對被檢測產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、狀態(tài)特性等進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的全方位和定量化分析，確定對其使用壽命有重要影響的缺陷，通過評價(jià)系統(tǒng)對產(chǎn)品的使用壽命進(jìn)行評估和分析。 創(chuàng)新點(diǎn)：建立了能夠?qū)崿F(xiàn)A、B、C混合掃描的超聲檢測系統(tǒng)并根據(jù)檢測結(jié)果確定對產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響的缺陷性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品質(zhì)量和壽命的評估。 主要技術(shù)指標(biāo)： 發(fā)射脈沖重復(fù)頻率： 0.1Hz-10KHz A/D轉(zhuǎn)換分辨率：12bit 最大采樣率：100MSPS 掃描分辨率：0.2mm 掃描速度：50mm/s
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用常規(guī)A、B超對產(chǎn)品進(jìn)行人工逐點(diǎn)掃查，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)龐大、耗費(fèi)時(shí)間長、操作人員易疲勞等因素，產(chǎn)品誤檢和漏檢的概率較大。國內(nèi)許多數(shù)字式超聲波儀器和檢測分析系統(tǒng)，如汕頭超聲檢測研究所生產(chǎn)的CTS-2000和CTS-3600數(shù)字式超聲波檢測儀等，主要是以A型掃描形式為主。目前，高性能的數(shù)字化超聲C掃系統(tǒng)主要依賴進(jìn)口。 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對工件進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)控三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)字化A、B、C混合掃描，由軟件控制提取、分析掃查得到的數(shù)字化A超信號反射或衍射回波，靈活生成被測工件內(nèi)部任意點(diǎn)、任意截面、乃至于立體空間的圖像或缺陷信息，完整地探測零件的各種形狀缺陷，確定缺陷位置。 由于本作品工作是基于PC的數(shù)字化伺服控制、數(shù)字化采集和數(shù)字化分析處理，高精度，高穩(wěn)定，高效率的進(jìn)行無損超聲A-B-C混合掃描，并輸出檢測圖像和報(bào)告。提供了集多種功能于一體的超聲無損檢測的解決方案，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品進(jìn)行無損評價(jià)和壽命評估，因此比照市場上現(xiàn)有產(chǎn)品具有顯著的技術(shù)進(jìn)步。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 特點(diǎn)與優(yōu)勢： 1．以DSP-FPGA為核心的超聲脈沖發(fā)射/接收和高速A/D集成卡。極大地提高了超聲信號采集、分析和處理能力，性能穩(wěn)定可靠。 2．以“運(yùn)動(dòng)控制卡+步進(jìn)電動(dòng)機(jī)+ 滾珠絲杠”的形式設(shè)計(jì)了水浸式自動(dòng)超聲掃查架，實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)控制，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行平穩(wěn)，探頭運(yùn)動(dòng)的精確控制，減小了誤檢和漏檢的概率。 3．超聲無損檢測和評價(jià)軟件系統(tǒng)界面友好，操作簡單，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)A/B/C掃描檢測功能，并具有超聲信號的實(shí)時(shí)顯示、存儲和分析等功能。 4．系統(tǒng)首次集成了產(chǎn)品殘余壽命評估功能，為將來的產(chǎn)品巡檢和報(bào)廢提供依據(jù)，避免合格產(chǎn)品被誤判而造成經(jīng)濟(jì)損失。 該系統(tǒng)可直接服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)用在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、成品檢驗(yàn)以及設(shè)備服役的階段，保證機(jī)器零件運(yùn)行的可靠性和安全性。而國內(nèi)廠家還不具備A、B、C混合掃描的產(chǎn)品，該系統(tǒng)成本在20萬/套左右，與國外的同類進(jìn)口產(chǎn)品相比，每套能夠節(jié)省40余萬元。而且實(shí)際檢測應(yīng)用中將節(jié)省大量的時(shí)間、人力和物力，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
同類課題研究水平概述
- 對于大型的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量的無損檢測，超聲檢測幾乎是唯一可行的方法。盡管超聲無損檢測在各行各業(yè)用得非常廣泛，但是目前國內(nèi)的應(yīng)用水平還很低，主要依靠常規(guī)A超進(jìn)行人工逐點(diǎn)掃查，效率較低，可靠性差，誤檢和漏檢的概率較大。需要通過有經(jīng)驗(yàn)的無損檢測人員對信號進(jìn)行人工分析才能得出確的結(jié)論，對檢測和分析人員的要求較高，不適宜完成自動(dòng)化檢測。傳統(tǒng)B超和C超一次掃查可分別得到材料內(nèi)部垂直和水平截面的信息，但不能一次得到整體信息。 進(jìn)入90年代以來，傳統(tǒng)的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)經(jīng)歷了前所未有的挑戰(zhàn)。新技術(shù)、新方法的不斷涌現(xiàn)，使得探傷系統(tǒng)向全數(shù)字化發(fā)展成為必然的趨勢。目前國內(nèi)外在超聲波檢測領(lǐng)域都向著數(shù)字化方向發(fā)展，數(shù)字式超聲波檢測儀器的發(fā)展速度很快。國內(nèi)近幾年也相繼出現(xiàn)許多數(shù)字式超聲波儀器和分析系統(tǒng)。如汕頭超聲檢測研究所生產(chǎn)的CTS-2000和CTS-3600數(shù)字式超聲波檢測儀、武漢漢威技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HS-500, HS-510數(shù)字式超聲波檢測儀器等等，其主要是以A型掃描為主，用來替代以往的模擬式超聲波檢測儀器。同時(shí)超聲波檢測分析和成像處理系統(tǒng)也開始出現(xiàn)，但是高性能的數(shù)字化超聲C掃系統(tǒng)仍然主要依賴進(jìn)口。國際上對超聲波檢測數(shù)字化技術(shù)的研究非常重視，國外生產(chǎn)和研究數(shù)字化超聲產(chǎn)品的公司有美國的泛美(PANAMETRICS)公司、PAC公司，加拿大的R/D TECH公司，德國的K-K公司、法國的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等等，上述這些公司生產(chǎn)的超聲波檢測采集、分析和成像處理系統(tǒng)的技術(shù)水平較高，在世界上處于領(lǐng)先水平。 如果采用計(jì)算機(jī)數(shù)控C掃，對工件進(jìn)行整體數(shù)字化掃描，逐點(diǎn)提取和分析掃查過程中得到的數(shù)字化A超信號反射回波的特征，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，可以靈活地生成或顯示被測工件內(nèi)部任意點(diǎn)、截面（B掃或C掃截面）、乃至于立體空間的缺陷信息或圖像，完整地探測零件的各種形狀缺陷，確定缺陷位置，提供檢測圖像報(bào)告，永久記錄檢測結(jié)果，這就是近幾年所謂的A-B-C混合掃描方法。 本項(xiàng)目擬采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制的方法，對待檢測的產(chǎn)品進(jìn)行超聲A-B-C混合掃查，通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，對產(chǎn)品內(nèi)部進(jìn)行整體成像，通過控制軟件分析產(chǎn)品內(nèi)部缺陷對產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度，其結(jié)果作為產(chǎn)品修復(fù)和判廢的重要依據(jù)。
