基本信息
- 项目名称：
- 数字化超声自动无损检测和评价系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 所开发的数字化超声自动无损检测和评价系统，能对被检产品同时进行超声A/B/C混合扫查，得到材料内部立体信息，检测结果更为直观，通过数据处理，确定缺陷位置，提供检测图象报告，永久记录检测结果；该系统实现了全自动扫描，降低了操作人员的劳动强度；设计的扫查架系统稳定可靠，精度高；该系统还能够对产品的剩余寿命进行客观的评估。
- 详细介绍：
- 在工业生产中，传统的超声波无损检测采用的是A超检测，对于结构庞大的产品存在扫查面积大、耗费时间长、对操作者的素质要求较高等缺点，造成误检和漏检的概率较大。 所开发的数字化超声自动无损检测和评价系统，能对被检产品同时进行超声A/B/C混合扫查，得到材料内部立体信息，检测结果更为直观，通过数据处理，确定缺陷位置，提供检测图象报告，永久记录检测结果；该系统实现了全自动扫描，降低了操作人员的劳动强度；设计的扫查架系统稳定可靠，精度高；该系统还能够对产品的剩余寿命进行客观的评估，该系统具有如下特点： 1．以DSP-FPGA为核心的超声发射/接收集成卡，极大地提高了超声信号的采集、分析和处理能力，为系统的高可靠性和高稳定性提供了基础。 2．开发了三维数控扫查软件子系统、三轴自动扫查架及步进电机运动控制系统，实现A/B/C混合扫查； 3．开发了超声无损检测和评价软件系统。系统界面友好，操作简单，能够对超声卡参数、扫描机构运动的控制进行设置，同时具有超声信号的实时显示、存储、分析等功能。 4．在超声扫查的基础上，同时实现剩余寿命评估及图像检测报告。 该系统已先后在轧辊厂、阀门厂、制冷设备厂中得到应用，能形象直观地展示缺陷的位置和形状，提高了系统的稳定性和可靠性，降低了企业产品的报废率。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的和基本思路：在不破坏被检测材料零部件或设备的情况下，建立超声波A、B、C混合扫描系统，对被检测产品内在质量、状态特性等进行检测，实现对产品的全方位和定量化分析，确定对其使用寿命有重要影响的缺陷，通过评价系统对产品的使用寿命进行评估和分析。 创新点：建立了能够实现A、B、C混合扫描的超声检测系统并根据检测结果确定对产品质量有重要影响的缺陷性质，在此基础上实现了对产品质量和寿命的评估。 主要技术指标： 发射脉冲重复频率： 0.1Hz-10KHz A/D转换分辨率：12bit 最大采样率：100MSPS 扫描分辨率：0.2mm 扫描速度：50mm/s
科学性、先进性
- 目前在工业生产中主要采用常规A、B超对产品进行人工逐点扫查，由于设备结构庞大、耗费时间长、操作人员易疲劳等因素，产品误检和漏检的概率较大。国内许多数字式超声波仪器和检测分析系统，如汕头超声检测研究所生产的CTS-2000和CTS-3600数字式超声波检测仪等，主要是以A型扫描形式为主。目前，高性能的数字化超声C扫系统主要依赖进口。 本系统实现了对工件进行计算机数控三轴联动数字化A、B、C混合扫描，由软件控制提取、分析扫查得到的数字化A超信号反射或衍射回波，灵活生成被测工件内部任意点、任意截面、乃至于立体空间的图像或缺陷信息，完整地探测零件的各种形状缺陷，确定缺陷位置。 由于本作品工作是基于PC的数字化伺服控制、数字化采集和数字化分析处理，高精度，高稳定，高效率的进行无损超声A-B-C混合扫描，并输出检测图像和报告。提供了集多种功能于一体的超声无损检测的解决方案，并在此基础上实现了对产品进行无损评价和寿命评估，因此比照市场上现有产品具有显著的技术进步。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 特点与优势： 1．以DSP-FPGA为核心的超声脉冲发射/接收和高速A/D集成卡。极大地提高了超声信号采集、分析和处理能力，性能稳定可靠。 2．以“运动控制卡+步进电动机+ 滚珠丝杠”的形式设计了水浸式自动超声扫查架，实现多轴联动控制，结构简单、运行平稳，探头运动的精确控制，减小了误检和漏检的概率。 3．超声无损检测和评价软件系统界面友好，操作简单，可同时实现A/B/C扫描检测功能，并具有超声信号的实时显示、存储和分析等功能。 4．系统首次集成了产品残余寿命评估功能，为将来的产品巡检和报废提供依据，避免合格产品被误判而造成经济损失。 该系统可直接服务于生产实践的各个环节，应用在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检验以及设备服役的阶段，保证机器零件运行的可靠性和安全性。而国内厂家还不具备A、B、C混合扫描的产品，该系统成本在20万/套左右，与国外的同类进口产品相比，每套能够节省40余万元。而且实际检测应用中将节省大量的时间、人力和物力，经济效益十分可观。
同类课题研究水平概述
- 对于大型的结构产品内部质量的无损检测，超声检测几乎是唯一可行的方法。尽管超声无损检测在各行各业用得非常广泛，但是目前国内的应用水平还很低，主要依靠常规A超进行人工逐点扫查，效率较低，可靠性差，误检和漏检的概率较大。需要通过有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才能得出确的结论，对检测和分析人员的要求较高，不适宜完成自动化检测。传统B超和C超一次扫查可分别得到材料内部垂直和水平截面的信息，但不能一次得到整体信息。 进入90年代以来，传统的超声波自动探伤系统经历了前所未有的挑战。新技术、新方法的不断涌现，使得探伤系统向全数字化发展成为必然的趋势。目前国内外在超声波检测领域都向着数字化方向发展，数字式超声波检测仪器的发展速度很快。国内近几年也相继出现许多数字式超声波仪器和分析系统。如汕头超声检测研究所生产的CTS-2000和CTS-3600数字式超声波检测仪、武汉汉威技术有限公司生产的HS-500, HS-510数字式超声波检测仪器等等，其主要是以A型扫描为主，用来替代以往的模拟式超声波检测仪器。同时超声波检测分析和成像处理系统也开始出现，但是高性能的数字化超声C扫系统仍然主要依赖进口。国际上对超声波检测数字化技术的研究非常重视，国外生产和研究数字化超声产品的公司有美国的泛美(PANAMETRICS)公司、PAC公司，加拿大的R/D TECH公司，德国的K-K公司、法国的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等等，上述这些公司生产的超声波检测采集、分析和成像处理系统的技术水平较高，在世界上处于领先水平。 如果采用计算机数控C扫，对工件进行整体数字化扫描，逐点提取和分析扫查过程中得到的数字化A超信号反射回波的特征，经过数据处理后，可以灵活地生成或显示被测工件内部任意点、截面（B扫或C扫截面）、乃至于立体空间的缺陷信息或图像，完整地探测零件的各种形状缺陷，确定缺陷位置，提供检测图像报告，永久记录检测结果，这就是近几年所谓的A-B-C混合扫描方法。 本项目拟采用计算机数字化控制的方法，对待检测的产品进行超声A-B-C混合扫查，通过计算机数据处理，对产品内部进行整体成像，通过控制软件分析产品内部缺陷对产品质量的影响程度，其结果作为产品修复和判废的重要依据。
