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焊缝探伤仪的发展历史

文章来源: http://www.hanfengtanshangyi.com      2014-3-10 10:32:21          点击:
一.概述
随着科学技术的进步和计算机技术的广泛应用,焊缝探伤仪的技术性能不断提高,功能不断增加,自动化程度越来越高,技术先进的数字化智能化的仪器不断涌现。这种仪器以高精度的运算、控制和逻辑判断功能来替代大量人的体力和脑力劳动,减少了人为因素造成的误差,提高了检测的可靠性,较好地解决了记录存档问题,具有良好的发展前景。
70年代微型计算机问世和大规模集成电路的发展,使计算机技术开始进入超声波探伤领域,但那时只是利用传统探伤仪通过某种接口与微型计算机联机完成某种特定工件的自动探伤或对波形进行一些信号处理。到了80年代,表面粗糙度仪 http://www.biaomiancucaoduyi.com 人们开始研究超声回波信号的数字化及有关数据处理。后来在传统模拟仪器的基础上,利用数字仪器的特点,增加了对超声波探伤来说极为重要的波形记录、存储和分析等功能,可对动态波形进行全程记录,并通过具有手动B扫描功能示意性地显示工作断面图像。关于人机联系方式,主要有菜单式和功能键方式。菜单式不受仪器按键限制,对话功能较强,但操作较繁琐,不易为探伤人员接受。关于波形显示方式有全数字式和数字模拟混合方式。前者显示数字波形,通常可供标准视频输出,便于记录动态波形。后者通过示波管显示模拟波形,可进行数字调节与处理,兼有模拟与数字仪器的特点,但不能利用录像设备记录动态波形。进入90年代,研制出便携式全数字仪器,兼有上述各类型仪器的功能,在技术水平上逐步接近国际先进水平,并开发出不少具有自己特色的功能和应用软件。如功能键操作屏幕中文提示,圆柱面工件探伤曲面自动校正,显示焊缝探伤剖面示意图,大容量波形数据存储器及数据库管理软件,B扫描、C扫描和伪3D显示图像等。其中有的已投入批量生产,并在实践中得到应用。
1983年德国KK公司推出了世界上第一台便携式数字化焊缝探伤仪USDI型,采用了Z80作CPU,虽然其整机重量较重(约10Kg),体积较大,功能也一般,但其自动可设置的DAC曲线,数据存储和打印功能已显示出数字化焊缝探伤仪强大的生命力。
1986年后,世界上各工业国家的数字化焊缝探伤仪得到了迅速发展,我国自1989-90年中科院武汉物理所研制成功的国内第一台数字化焊缝探伤仪KS1010型,自后数字化焊缝探伤仪的发展也较快,经历了十几年的发展,目前新一代的产品向小型化和多功能方向进一步发展。
二.数字智能探伤仪的特点
焊缝探伤仪式在常规模拟式焊缝探伤仪的基础上发展起来的,它保留了原模拟式焊缝探伤仪的基本性能;利用计算机系统的功能,对接收到的回波波形先完成模数转换,再执行数字化处理,实时显示器数字化的回波波形,同时具有记录、存储、计算分析能力,还可与计算机联机实现通讯及打印输出。总体来说数字化焊缝探伤仪具以下特点:
(1)操作方式
模拟式超声探伤仪采用旋钮操作,一个旋钮对应一个功能。如衰减钮调节灵敏度、深度范围钮调节探测范围、工作方式选择钮选择探测方式等。数字化焊缝探伤仪则采用键盘来实现,以人机对话的方式完成对仪器的操作。人机对话通常有菜单方式和功能键式两种,菜单式按键少,人机对话功能强,但操作繁琐;功能键式直接与探伤人员的原习惯较吻合,因此,目前一般均采用功能键方式。这样既能充分发挥仪器功能又方便操作,只是按键多一些。
(2)波形显示方式
焊缝探伤仪显示的是数字化后的波形,有采用显像管显示器(CRT)来显示波形的,此法重将数字化波形还原成模拟波形;还有采用平板显示器,发展到已经采用EL显示器件,和高亮度场致发光显示器。
(3)检测速度快:数字智能化探伤仪一般都可自动检测、计算、记录,有些仪器还能自动进行深度补偿和自动设置检测灵敏度,因此检测速度快,效率高。
(4)检测精度高:数字智能化仪器能对模拟信号进行高速数据采集、量化、无损检测资源网计算和判别,其检测精度可高于传统仪器检测结果。
(5)可靠性高、稳定性好:数字智能化仪器可全面客观地采集存储数据,并对采集到的数据进行实时处理或后处理,对信号进行时域、频域或图像分析,还可通过模式识别对工件质量进行分级,减少了人为因素的影响,提高了检测的可靠性和稳定性。
(6)记录与存档:数字智能化仪器的计算机系统可存储和记录检测原始信号和检测结果,对工件质量进行自动综合评价。对在役设备定期检测结果进行分析处理,为材料评价和寿命预测提供依据。
(7)可编程性:数字智能化仪器的性能和功能的实现很大程度上取决于软件系统的支持。因此可方便地通过变更或扩充软件程序来改变或增加仪器的功能。
三.数字超声探伤仪的组成
先来回顾模拟A型脉冲式焊缝探伤仪的基本组成(如图1),主要有(1)同步电路;(2)扫描电路;(3)发射电路;(4)接收电路;(5)显示部件;(6)电源组成。每部分功能在各级超声培训班上已讲述过,这里不作详解。
数字化焊缝探伤仪是计算机技术和焊缝探伤仪技术相结合的产物。它承袭了常规焊缝探伤仪的基本工作方式,即A型显示的脉冲反射式焊缝探伤仪;具有常规焊缝探伤仪的基本功能,利用微型计算机实现探伤过程中的缺陷定位、定量和辅助定性;实现探伤回波和数据的存储及回放,使超声探伤的现场结果可记录;有效地减少了超声探伤的人为误差,提高了超声探伤结果的可靠性。
数字化焊缝探伤仪的基本组成(如图2)主要有:(1)CPU;(2)程序存储器;(3)数据存储器;(4)人机对话(键盘);(5)发射电路;(6)接收电路;(7)数字/模拟转换器(A/D);(8)显示器件;(9)接口电路;(10)电源。
组成中保留了常规模拟焊缝探伤仪的发射电路、接收电路、无损检测资源网显示器件和电源。在模拟仪器中由同步电路和扫描电路协同整个仪器工作及执行操作,在数字化仪器中由CPU及程序存储器中的程序来管理和控制仪器的工作,A/D变换器、数据存储器、人机对话和接口电路是数字化仪器特有的组成部分。
1.CPU即中央处理器(Central Processing Unit),其任务是执行存放在程序存储器的指令序列。
2.程序存储器是计算机的程序记忆部件,编写的程序(指令序列组成)就存放在这里,其信息的基本单位是二进制数0和1。
3.A/D转换器是将模拟信号转换成数字信号的部件,使模拟信号量化,变换后信号有失真,失真程度由A/D电路的采样率和分辨率决定。
4.数据存储器是数据记忆部件,仪器状态设置数据,频道参数,记录的文件内容都保存在数据存储器内。
5.接口电路用于实现仪器与打印机,I/O口和计算机等外设的连接。
6.人机对话即操作者通过键盘输入指令给CPU,再由CPU根据输入的指令来操控仪器使之按要求工作。