高速旋轉超聲波檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了高速旋轉超聲波檢測裝置，包括機架、空心轉軸、電機、無線供電發射線圈、無線供電接收線圈、超聲探頭模塊、無線檢測信號發射模塊和無線檢測信號接收模塊；無線供電接收線圈固定套設在空心轉軸上，與超聲探頭模塊、無線檢測信號發射模塊電連接，為超聲探頭模塊和無線檢測信號發射模塊提供工作電能。采用上述技術方案后，本發明高速旋轉超聲波檢測裝置通過設置發射線圈和接收線圈，使電能能夠通過無線和無接觸的方式傳輸，探頭所探測到的信號處理后亦通過無線傳輸，使探測部分與信號處理部分及電能供應部分徹底無接觸，大大提高了設備的使用壽命和掃描效率；機構設計科學合理，使用方便，縮短金屬探傷時間降低探傷成本。
【專利說明】 高速旋轉超聲波檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料傷痕探測【技術領域】，具體來說是高速旋轉超聲波檢測裝置。
【背景技術】
[0002]軸作為機械設備中的重要零件廣泛應用于交通運輸車輛、工農業生產設備等各種機械設備中，軸的質量好壞直接決定了機械設備的使用壽命及其工作性能，機械在運轉的過程中一旦出現軸的斷裂會引發交通及生產事故，造成嚴重的財產損失和人身傷亡。而對于金屬工件而言，其內部產生的缺陷無法由肉眼直接判斷，當因內部缺陷而影響到外部時，此時設備往往已經不能使用，因此若能及早發現缺陷部位并進行處理，可大大節省維修時間，提高生產效率，避免事故的發生，從而有效地保護人們的財產及人身安全。
[0003]現在，市場上已經出現各種金屬探傷設備，而最適于對圓柱形金屬棒料或空心金屬管材進行檢測的金屬探傷設備的結構原理為:在機架上設置空心轉軸，空心轉軸上固定金屬傷痕探測頭，通過電機帶動空心轉軸旋轉，將待檢測金屬棒料或管材穿過空心轉軸，金屬傷痕探測頭即對金屬棒料或管材進行掃描探測，然后提取探測信號至上位機即可進行觀察、分析。其中，空心轉軸上固定的金屬傷痕探測頭以及信號發射裝置的電能來源是經過固定在空心轉軸上的導電滑環和固定在機架上的電刷來實現的。在長時間的高速掃描(空心轉軸高速旋轉)工作下，導電滑環和電刷很容易發熱、磨損、壞掉，故這種設計不適用于超高速金屬探傷。而隨著社會生產力的不斷提高，提高金屬探傷的效率及延長探傷設備的使用壽命成為客觀需要。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種能夠對金屬棒料及管材進行長時間超高速掃描探傷的高速旋轉超聲波檢測裝置。
[0005]本發明的上述目的是通過下列技術方案來實現的:
高速旋轉超聲波檢測裝置，包括機架、空心轉軸、電機、無線供電發射線圈、無線供電接收線圈、超聲探頭模塊、無線檢測信號發射模塊和無線檢測信號接收模塊；所述空心轉軸可轉動地設置在機架上，電機通過傳動機構帶動空心轉軸的旋轉運動；所述超聲探頭模塊和無線檢測信號發射模塊通過信號線相連接并固定在空心轉軸上；無線供電接收線圈固定套設在空心轉軸上，與超聲探頭模塊、無線檢測信號發射模塊電連接，為超聲探頭模塊和無線檢測信號發射模塊提供工作電能；所述無線供電發射線圈固定在機架上與空心轉軸上固定的無線供電接收線圈相對且相靠近；無線供電接收線圈通過導線連接交流電源，將獲取的電能通過互感響應原理傳送至無線供電接收線圈；所述無線檢測信號接收模塊固定安裝在機架上，接收無線檢測信號發射模塊所發出的信號，并將獲取的信號傳送至上位機。
[0006]所述傳動機構為皮帶傳動機構。
[0007]所述超聲探頭模塊有一個超聲探頭安裝在空心轉軸上或有多個超聲探頭均勻布置于空心轉軸截面周圍。
[0008]所述超聲探頭為水浸式超聲波探頭。
[0009]所述無線檢測信號發射模塊為圓形，其中心開設通孔，通過通孔固定套設在空心轉軸上。
[0010]采用上述技術方案后，本發明的有益效果是:1、通過設置發射線圈和接收線圈，使電能能夠通過無線和無接觸的方式傳輸，使電能傳輸機構達到無磨損的理性狀態，大大提高了設備的使用壽命和掃描效率；2、探頭所探測到的信號處理后亦通過無線傳輸，使探測部分與信號處理部分及電能供應部分徹底無接觸，進一步提高了檢測效率；3、機構設計科學合理，使用方便，縮短金屬探傷時間降低探傷成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明高速旋轉超聲波檢測裝置的整機立體圖；
圖2是高速旋轉超聲波檢測裝置的內部結構原理圖；
圖3是發射線圈對接收線圈進行無線供電原理圖；
圖4是無線電能傳輸裝置方案原理框圖；
圖5是超聲探頭模塊發、收信號(單路)電路原理圖；
圖6是無線檢測信號發射模塊和無線檢測信號接收模塊原理框圖；
圖7是A/D信號采集模塊電路原理圖；
圖8是本發明各電路模塊總體原理框圖；
主要符號說明
1、機架
2、空心轉軸
3、電機
4、無線供電發射線圈
5、無線供電接收線圈
6、超聲探頭模塊
7、無線檢測信號發射模塊
8、無線檢測信號接收模塊。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0013]實施例:高速旋轉超聲波檢測裝置，如圖1和圖2所示，包括機架1、空心轉軸2、電機3、無線供電發射線圈4、無線供電接收線圈5、超聲探頭模塊6、無線檢測信號發射模塊7和無線檢測信號接收模塊8。空心轉軸2可轉動地設置在機架I上，電機3通過傳動機構帶動空心轉軸2的旋轉運動。超聲探頭模塊6和無線檢測信號發射模塊7通過信號線相連接并固定在空心轉軸2上。無線供電接收線圈5固定套設在空心轉軸2上，與超聲探頭模塊
6、無線檢測信號發射模塊7電連接，為超聲探頭模塊6和無線檢測信號發射模塊7提供工作電能。無線供電發射線圈4固定在機架I上與空心轉軸2上固定的無線供電接收線圈5相對且相靠近。無線供電接收線圈5通過導線連接交流電源，將獲取的電能通過互感響應原理傳送至無線供電接收線圈6，如圖3所示。無線檢測信號接收模塊8固定安裝在機架I上，接收無線檢測信號發射模塊7所發出的信號，并將獲取的信號傳送至上位機。傳動機構為皮帶傳動機構。超聲探頭模塊6可設置一個超聲探頭安裝在空心轉軸上，或多個超聲探頭均勻布置于空心轉軸截面周圍。超聲探頭為超聲探頭為水浸式超聲波探頭，探頭在空心轉軸上的設置方式為通過在空心轉軸側壁上開設孔座或其它等效方式固定超聲探頭，使超聲探頭與空心轉軸的內部空間之間不受阻隔。無線檢測信號發射模塊7為圓形，其中心開設通孔，通過通孔固定套設在空心轉軸2上。
[0014]工作時，由電機3通過皮帶傳動機構帶動空心轉軸2高速旋轉，固定安裝在空心轉軸2上的超聲探頭模塊6和無線檢測信號發射模塊7隨空心轉軸2 —起高速旋轉。將220V/50HZ的交流電，經過降壓處理，再變為高頻10KHz的交流電，然后加載到固定在機架I 一端的無線供電發射線圈4上。雖然無線供電發射線圈4為靜止狀態，而無論無線供電接收線圈5隨空心轉軸2的旋轉速度有多高，利用互感響應的原理，無線供電接收線圈5就具有10KHz的交變磁場，利用這個磁場就可以轉變為I個同頻交流電，再經過檢波穩壓處理，即可生產穩定的12V電源提供給主機的內部電路板作為工作電源，為超聲探頭模塊6和無線檢測信號發射模塊7提供工作電能。將待探測的圓柱形金屬棒料或空心金屬管材從空心轉軸2的內部空腔穿過，固定在空心轉軸2周圍的超聲探頭模塊6在空心轉軸2的帶動下就會快速的圍繞其圓周對其進行超聲波信號探傷掃描，并將掃描信號轉變為電信號傳遞給同在空心轉軸2固定的無線檢測信號發射模塊7。無線檢測信號發射模塊7對接收到的電信號進行處理后通過其無線發射天線發射給固定在機架I上的無線檢測信號接收模塊8(無線檢測信號發射模塊和無線檢測信號接收模塊的工作原理如圖6所示)，無線檢測信號接收模塊8接收信號并處理后通過信號線傳遞給上位機。利用超聲波探頭對金屬材料進行傷痕探測以及最終傷痕信息獲取和顯示在在金屬探傷以及無線通訊【技術領域】已有廣泛的應用，其具體的工作過程原理為:當水浸式超聲波探頭發射的超聲波脈沖信號進入被檢測的物體，則會產生(物理學)反射信號回來，水浸式超聲波探頭接收反射回來的信號，保護需要檢測信息(回波能量、回波時間等)，如果有缺陷則，水浸式超聲波探頭接收的信號就會發生變化，同時會把聲波信號就會轉變為電信號，該接收的電信號進行放大、濾波處理、再“高頻檢波”把有用的信號進行插取，再經過A/ D模數轉換(A/D信號采集模塊電路原理如圖7所示)，把水浸式超聲波探頭傳感器接收回來的信號進行“數字化”，進入FPGA模塊進行管理處理，把數據結果通過無線檢測信號發射模塊7傳到無線檢測信號接收模塊8，再通過以太網傳到PC終端，進行顯示、處理和判斷。
[0015]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.高速旋轉超聲波檢測裝置，其特征在于:包括機架、空心轉軸、電機、無線供電發射線圈、無線供電接收線圈、超聲探頭模塊、無線檢測信號發射模塊和無線檢測信號接收模塊；所述空心轉軸可轉動地設置在機架上，電機通過傳動機構帶動空心轉軸的旋轉運動；所述超聲探頭模塊和無線檢測信號發射模塊通過信號線相連接并固定在空心轉軸上；無線供電接收線圈固定套設在空心轉軸上，與超聲探頭模塊、無線檢測信號發射模塊電連接，為超聲探頭模塊和無線檢測信號發射模塊提供工作電能；所述無線供電發射線圈固定在機架上與空心轉軸上固定的無線供電接收線圈相對且相靠近；無線供電接收線圈通過導線連接交流電源，將獲取的電能通過互感響應原理傳送至無線供電接收線圈；所述無線檢測信號接收模塊固定安裝在機架上，接收無線檢測信號發射模塊所發出的信號，并將獲取的信號傳送至上位機。
2.根據權利要求1所述的高速旋轉超聲波檢測裝置，其特征在于:所述傳動機構為皮帶傳動機構。
3.根據權利要求1所述的高速旋轉超聲波檢測裝置，其特征在于:所述超聲探頭模塊有一個超聲探頭安裝在空心轉軸上或有多個超聲探頭均勻布置于空心轉軸截面周圍。
4.根據權利要求3所述的高速旋轉超聲波檢測裝置，其特征在于:所述超聲探頭為水浸式超聲波探頭。
5.根據權利要求1所述的高速旋轉超聲波檢測裝置，其特征在于:所述無線檢測信號發射模塊為圓形，其中心開設通孔，通過通孔固定套設在空心轉軸上。
【文檔編號】G01N29/04GK104515806SQ201510012342
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2015年1月12日 優先權日:2015年1月12日
【發明者】陳金貴 申請人:廈門艾帝爾電子科技有限公司