一种裂纹缺陷自动检测系统的制作方法

本发明涉及裂纹检测，具体而言，涉及一种裂纹缺陷自动检测系统。

背景技术：

1、传统管材检测通常使用气密性检测法，但由于气密性检测法仅能检测出管材是否存在贯穿型裂纹，对于非贯穿型裂纹则无法进行检测。由于管材的裂纹缺陷通常存在于管材的内外表面，传统的超声波检测法虽然也能检测裂纹缺陷，但超声波检测通常为垂直管材的外表面入射，仅能检测出部分周向裂纹，并且受到管内气泡、分层等缺陷的影响较大。另外，由于管材为环状结构，因此后续波形处理操作繁琐，效率不高。

2、有鉴于此，本发明提供了一种裂纹缺陷自动检测系统，通过超声波同时检测管材内外表面的裂纹缺陷，提高了检测效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种裂纹缺陷自动检测系统，包括固定装置、旋转装置和超声波探测装置；所述固定装置用于固定管材；所述旋转装置用于绕所述管材的轴线旋转所述管材；所述超声波探测装置用于探测所述管材的内外表面是否存在裂纹；所述超声波探测装置包括超声波探头、探测装置移动单元和超声波处理单元；所述超声波探头用于向所述管材发射检测波并接收回波；所述超声波探头包括发射探头、第一接收探头、第二接收探头和探头旋转部件；所述发射探头用于向所述管材发射所述检测波；所述第一接收探头用于接收所述检测波的第一回波；所述第一回波携带有所述管材的外表面信息；所述第二接收探头用于接收所述检测波的第二回波；所述第二回波携带有所述管材的内表面信息；所述探头旋转部件用于分别旋转所述发射探头、所述第一接收探头和所述第二接收探头；所述检测波入射到所述管材内同时得到折射纵波和折射横波，所述第一回波为接收的所述折射纵波，所述第一接收探头用于接收所述折射纵波；所述第二回波为与所述折射纵波同时产生的所述折射横波，所述第二接收探头用于接收所述折射横波；所述折射纵波的折射角满足：；所述折射横波的折射角满足：；其中，r表示管材的外径;r表示管材的内径；d表示预设的最浅的裂纹缺陷的深度；表示误差深度； 表示折射纵波的折射角；表示折射横波的折射角；asin表示反正弦函数；所述探测装置移动单元用于沿所述管材的轴线移动和/或旋转所述超声波探头；所述超声波处理单元用于处理所述检测波和所述回波，得到所述管材的裂纹缺陷。

2、进一步的，所述超声波探测装置包括多个超声波单元，所述超声波单元沿所述管材的轴线设置；所述超声波单元均包括所述发射探头、所述第一接收探头和所述第二接收探头；第一超声波单元的发射探头与第二超声波单元的第一接收探头或第二接收探头沿所述管材的轴线对齐；所述第一超声波单元和所述第二超声波单元相邻；所述第二超声波单元的第一接收探头或第二接收探头还用于接收所述第一超声波单元的发射探头发射的检测波的第三回波。

3、进一步的，所述超声波处理单元包括外表面裂纹处理部件、内表面裂纹处理部件和周向裂纹处理部件；所述外表面裂纹处理部件对所述第一回波进行处理分析，得到所述管材的外表面裂纹缺陷；所述内表面裂纹处理部件对所述第二回波进行处理分析，得到所述管材的内表面裂纹缺陷；所述周向裂纹处理部件对所述第三回波进行处理分析，得到所述管材的周向裂纹缺陷。

4、进一步的，所述固定装置包括第一管材固定单元和第二管材固定单元；所述第一管材固定单元包括第一密封部件、第一密封气囊和固定单元旋转部件；所述第一管材固定单元通过所述固定单元旋转部件与支撑壁活动连接；所述固定单元旋转部件带动所述第一管材固定单元相对于所述支撑壁旋转和/或平移；所述第一密封部件用于密封所述管材的端口，在所述第一密封部件的内周面设置有第一旋转装置；所述第一密封气囊设置在所述第一旋转装置的内周面；当未对所述管材进行检测时，所述第一密封气囊处于放气状态；当对所述管材进行检测时，所述第一密封气囊处于充气状态；所述第二管材固定单元包括第二密封部件和第二密封气囊；所述第二管材固定单元与所述支撑壁固定连接；所述第二密封部件用于密封所述管材的另一端口，在所述第二密封部件的内周面设置有第二旋转装置；所述第二密封气囊设置在所述第二旋转装置的内周面；当未对所述管材进行检测时，所述第二密封气囊处于放气状态；当对所述管材进行检测时，所述第二密封气囊处于充气状态。

5、进一步的，所述探测装置移动单元包括轴向滑动轨道、周向滑动轨道和周向滑动部件；所述轴向滑动轨道沿所述管材轴线的方向设置在支撑壁内；所述周向滑动轨道沿所述管材周向的圆弧设置在所述支撑壁内；所述周向滑动部件与所述周向滑动轨道配合，使得所述超声波探头所在的圆弧沿所述周向滑动轨道滑动。

6、进一步的，探头旋转部件包括发射探头旋转部件、第一接收探头旋转部件和第二接收探头旋转部件；所述发射探头旋转部件用于以发射探头的发射端为定点沿所述管材的周向旋转所述发射探头；所述第一接收探头旋转部件用于以第一接收探头的接收端为定点沿所述管材的周向旋转所述第一接收探头；所述第二接收探头旋转部件用于以第二接收探头的接收端为定点沿所述管材的周向旋转所述第二接收探头。

7、进一步的，所述超声波探头和所述管材之间涂抹有耦合剂；

8、当所述检测波为横波时，所述耦合剂满足：

9、；

10、当所述检测波为纵波时，所述耦合剂满足：

11、；

12、其中，表示横波检测波的入射角；表示纵波检测波的入射角；表示横波检测波在耦合剂中的波速；表示纵波检测波在耦合剂中的波速；表示折射纵波在管材中的波速；表示折射横波在管材中的波速。

13、进一步的，所述探测装置移动单元旋转所述超声波探头的旋转角度为：

14、；

15、；

16、；

17、其中，表示超声波探头的旋转角度；min(*)表示取两个值中的最小值；表示外表面探测角度；表示内表面探测角度；acos表示反余弦函数。

18、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

19、本发明通过超声波同时检测内外表面的裂纹缺陷，提高了检测效率。

20、本发明的检测装置在放置管材时为半弧形，方便管材放入，提高了操作的便利性。

技术特征：

1.一种裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，包括固定装置、旋转装置和超声波探测装置；

2.根据权利要求1所述的裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，所述超声波探测装置包括多个超声波单元，所述超声波单元沿所述管材的轴线设置；

3.根据权利要求1所述的裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，所述超声波处理单元包括外表面裂纹处理部件、内表面裂纹处理部件和周向裂纹处理部件；

4.根据权利要求1所述的裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，所述固定装置包括第一管材固定单元和第二管材固定单元；

5.根据权利要求1所述的裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，所述探测装置移动单元包括轴向滑动轨道、周向滑动轨道和周向滑动部件；

6.根据权利要求1所述的裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，探头旋转部件包括发射探头旋转部件、第一接收探头旋转部件和第二接收探头旋转部件；

7.根据权利要求1所述的裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，所述超声波探头和所述管材之间涂抹有耦合剂；

8.根据权利要求1所述的裂纹缺陷自动检测系统，其特征在于，所述探测装置移动单元旋转所述超声波探头的旋转角度为：

技术总结本发明提供了一种裂纹缺陷自动检测系统，涉及裂纹检测技术领域，包括固定装置、旋转装置和超声波探测装置；固定装置用于固定管材；旋转装置用于绕管材的轴线旋转管材；超声波探测装置用于探测管材的内外表面是否存在裂纹；超声波探测装置包括超声波探头、探测装置移动单元和超声波处理单元；超声波探头包括发射探头、第一接收探头、第二接收探头和探头旋转部件；第一接收探头用于接收检测波的第一回波；第一回波携带有管材的外表面信息；第二接收探头用于接收与第一回波同时产生的第二回波；第二回波携带有管材的内表面信息；通过超声波同时检测内外表面的裂纹缺陷，提高了检测效率。技术研发人员：肖维,胡敏受保护的技术使用者：成都严槿鹿科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25