一种多晶片多角度超声横波斜探头检测数据采集分析系统的制作方法

本发明涉及超声波探伤的技术领域，尤其是涉及一种多晶片多角度超声横波斜探头检测数据采集分析系统。

背景技术：

在各种工业无损检测技术方法中，超声波是一种非常有效的检测方法，它具有穿透能力强、定位准确和灵敏度高等优点，超声波能够实现对金属，特别是焊缝内部缺陷尺寸和深度位置的精确测量，尤其对焊缝内部裂纹、未熔合、未焊透、夹渣和气孔等缺陷比较敏感，因而这种方式在无损检测领域得到了非常广泛的应用。

超声检测的实施要素主要包括专业技术人员、检测设备与器材、检测技术方法和工作空间环境等，在这些要素中检测设备与器材起着决定性的作用，主要包括超声波检测仪、超横波探头、对比试块和机械扫查装置等，特别是超声波探头（超声波换能器），它将电能转换成高频的机械振动，发射超声波进入被检测工件中。因此，超声波探头的结构与性能是超声波检测的基础，对超声波无损检测技术起着至关重要的作用。

超声波探头根据不同的用途分为许多种类，有纵波直探头、纵波斜探头、横波斜探头、表面波探头、爬坡探头等等。其中纵波直探头和横波斜探头在工作检测中最为常见。

超声波斜探头的机构一般由吸声材料、阻尼块、外壳、接插头、电缆线以及用于产生超声波的压电晶片等原件组成。超声波探头的基本工作原理是超声波仪器电路产生的电脉冲波作用到具有压电效应的压电晶片上，使得压电晶片产生逆压电效应，压电晶片发生轴线方向和垂直轴线方向的径向振动。压电晶片径向振动产生杂波被吸声材料吸收，而轴向振动产生的超声波声速才是有用的声束才是有用的声束。压电晶片振动方向即为超声波质点振动方向，质点振动方向与超声波声束传输方向相同，则可推断出压电晶片轴向振动产生的有用声束为纵波声束，斜楔块的超声波声速为有机玻璃的纵波声束。当晶片接收到一个电脉冲完成一次逆压电效应，将被固定在晶片上的阻尼块阻止余震，减少超声波余波。

授权公众号为cn207148049u的中国专利公开了一种多晶片多角度超声横波斜探头，用于接入超声波设备并发出超声波从而对工件焊缝进行探伤，包括探头楔块，所述探头楔块可通过耦合剂耦合于工件表面；数个压电晶片，所述数个压电晶片设置于所述探头楔块上，其中，每个压电晶片于探头楔块上的倾斜角度均不相同；当压电晶片受激发时，压电晶片产生的超声波声束于工件中的入射角度为0°～90°从而实现对工件焊缝的全面覆盖。

上述专利通过将多个压电晶片按照各自的方式排列在探头楔块上，并且每一个压电晶片的倾斜角度以及超声波入射角度均不相同，这样，每一个压电晶片同时受激发产生超声波声束对工件或者焊缝进行探伤，能够实现将多晶片多角度超声横波斜探头置于一个相对固定的位置或者移动范围很小的区域内即可实现对工件或者焊缝厚度方向的全面覆盖，不必采用传统的锯齿形扫查方式，操作较为简单、探伤效率以及探伤效果较高。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：常规的单晶片探头连接超声设备在检测过程的显示属于a型显示（一发一收或单发单收的方式进行显示），即不可实现在一个位置有多个信息源的数据显示。而上述专利中的探头上设置有多个压电晶片，每个压电晶片上又都连接有电缆线，使得当使用上述专利中的探头对钢板对接焊缝进行探伤时，需要将每个压电晶片上的电缆线分别连接在一个超声设备上，显示出不同角度的图像，或者是依次将电缆线安装在一个超声设备上，将图像依次显示出来，从而工作人员在探伤的过程中还需要进行多次探伤才能得出准确的数据结论，对探伤的效率造成影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多晶片多角度超声横波斜探头检测数据采集分析系统，实现了在一个检测位置上有多个图像数据同时在超声设备展示界面上的显示，从而让多个图像上的数据进行对比，能够更直观的找出出现损伤的位置。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种多晶片多角度超声横波斜探头检测数据采集分析系统，包括：

第一步（s1），探头布置和连接：将多晶片多角度超声波横波斜探头接入到超声探测仪的插接头处，超声探测仪中设置有多通道数据采集卡，多通道数据采集卡上的通道与多晶片多角度超声波横波斜探头上的电缆线连接在一起；工程电脑中安装有处理信息的分析系统；

第二步（s2），数据采集：将多晶片多角度超声横波斜探头放置在工件或者工件焊缝的检测区域表面上；开启超声检测仪并向多晶片多角度超声横波斜探头内的压电晶片提供激发信号对工件或者工件焊缝厚度方向进行探伤；

第三步（s3），数据分类处理：多晶片多角度超声横波斜探头采集到的数据通过超声检测仪将多个角度的数据传递至工程电脑上；在数据传递至工程电脑上时，分析系统对接收到的数据进行处理；

第四步（s4），数据显示：多个数据在工程电脑中经过分析系统的分类，在工程电脑的显示屏上进行分屏显示，将探测结果一次性的在工程电脑的显示屏上展示出来；

第五步（s5），数据分析：将工程电脑的显示屏上分屏展示出的多个数据进行一一对比。

本发明进一步设置为：所述分析系统主要分为数据接收模块、数据汇总模块、数据整理分类模块以及数据分屏输出模块四大模块；

1）数据接收模块：通过数据线将多晶片多角度超声横波斜探头采集到的数据进行接收。

2）数据汇总模块：对工程电脑接收到的多个数据进行汇总处理。

3）数据整理分类模块：对汇总后的数据进行分类。

4）数据分屏输出模块：将分类后的数据进行分屏输出。

通过采用上述技术方案，在进行探伤工作时，工程电脑先对多个数据进行接收，然后再将多个数据进行汇总、整理分类，并将整理分类后的数据进行分屏输出。

本发明进一步设置为：所述分析系统安装在笔记本电脑上。

通过采用上述技术方案，让工作人员在进行数据的采集时更为方便省力，能够将采集到的数据更直白的展示在工作人员面前。

本发明进一步设置为：所述分析系统安装在平板电脑上。

通过采用上述技术方案，让工作人员在进行数据的采集时更为方便省力，能够将采集到的数据更直白的展示在工作人员面前。

本发明进一步设置为：所述多通道数据采集卡上的通道数量不少于多晶片多角度超声波横波斜探头上的压电晶片数。

通过采用上述技术方案，多晶片多角度超声波横波斜探头采集到的多个数据都能在工程电脑上显示出来。

本发明进一步设置为：所述第二步为：将多晶片多角度超声横波斜探头放置于工件待测区域表面或者工件焊缝上方静置，完成对工件焊缝整个截面的扫查。

通过采用上述技术方案，将多晶片多角度超声横波斜探头放置于工件待测区域表面或者工件焊缝上方静置，多晶片多角度超声横波斜探头不需要进行锯齿形扫查，就能完成一个焊缝整个厚度的扫查。

本发明进一步设置为：所述第二步为：将多晶片多角度超声横波斜探头放置于工件待测区域表面或者工件焊缝上方并且沿工件待测区域表面或者工件焊缝进行直线移动，完成对整个工件或者整条工件焊缝厚度进行扫查。

通过采用上述技术方案，将多晶片多角度超声横波斜探头放置于工件待测区域表面或者工件焊缝上方并且沿工件待测区域表面或者工件焊缝进行直线移动，多晶片多角度超声横波斜探头不需要进行锯齿形扫查，通过直线扫查便可以对工件或者整条工件焊缝厚度方向进行接近100%覆盖的探伤。

本发明进一步设置为：工作人员在进行探伤时在工程电脑上显示屏上只留下一个数据的结果，将其他数据的结果关闭。

通过采用上述技术方案，让工作人员能够看到一个数据的分析结果，使得工作人员在进行探伤工作时能够方便的进行单个数据和多个数据的转换显示，方便工作人员的数据分析工作。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

通过设置一种多晶片多角度超声横波斜探头检测数据采集分析系统，实现了在一个检测位置上有多个图像数据同时在超声设备展示界面上的显示，从而让多个图像上的数据进行对比，能够更直观的找出出现损伤的位置。

附图说明

图1为本实施例中使用多晶片多角度超声横波斜探头检测时的示意图；

图2为本实施例中公开的一种多晶片多角度超声横波斜探头检测数据采集分析系统的示意图；

图3为本实施例中分析系统的示意图。

图中，1、多晶片多角度超声横波斜探头；2、超声探测仪；3、工程电脑。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1、图2，为本发明公开的一种多晶片多角度超声横波斜探头检测数据采集分析系统，主要用于多晶片多角度超声横波斜探头1的数据分析处理。

多晶片多角度超声横波斜探头1包括探头楔块，探头楔块上排列有数个压电晶片，每一个压电晶片的倾斜角度与受激发产生的超声波声束的入射角度均不相同，工件中的折射横波声束能够在工件或工件焊缝厚度方向上的接近全面覆盖。

在进行实际的超声波探伤时，分为以下步骤：

第一步（s1）：探头布置和连接。将多晶片多角度超声波横波斜探头接入到超声探测仪2的插接头处，超声探测仪2中设置有多通道数据采集卡，多通道数据采集卡上的通道与多晶片多角度超声波横波斜探头上的电缆线连接在一起。超声波探测仪通过数据线与工程电脑3连接在一起。

工程电脑3中安装有处理信息的分析系统。

其中，分析系统也可以安装在笔记本电脑以及平板电脑上。多通道数据采集卡上的通道数量不少于多晶片多角度超声波横波斜探头上的压电晶片数。

第二步（s2）：数据采集。将多晶片多角度超声横波斜探头1放置在工件或者工件焊缝的检测区域表面上。开启超声检测仪并向多晶片多角度超声横波斜探头1内的压电晶片提供激发信号，压电晶片产生逆压电效产生超声波，多个压电晶片产生的多条超声波声束经过由有机玻璃制成的探头楔块在与工件的接触界面发生波形转换，最后进入工件中对工件或者工件焊缝厚度方向进行接近100%覆盖的探伤。

其中，在探测过程中，如果对工件或者工件焊缝进行单点扫查，只需要将多晶片多角度超声横波斜探头1放置于工件待测区域表面或者工件焊缝上方静置，便可以完成对工件焊缝相应的截面的扫查。如果需要对工件或者工件焊缝整条进行扫查，可以将多晶片多角度超声横波斜探头1放置于工件待测区域表面或者工件焊缝上方并且沿工件待测区域表面或者工件焊缝进行直线移动，便可以完成对工件焊缝厚度上全面进行扫查。

第三步（s3）：数据分类处理。多晶片多角度超声横波斜探头1采集到的数据通过超声检测仪将多个角度的数据传递至工程电脑3上。在数据传递至工程电脑3上时，分析系统对接收到的数据进行处理。其中，参照图3，分析系统主要分为数据接收模块、数据汇总模块、数据整理分类模块以及数据分屏输出模块四大模块。

1）数据接收模块，通过数据线将多晶片多角度超声横波斜探头1采集到的数据进行接收。

2）数据汇总模块，对工程电脑3接收到的多个数据进行汇总处理。

3）数据整理分类模块，对汇总后的数据进行分类。

4）数据分屏输出模块，将分类后的数据进行分屏输出。

在进行探伤工作时，工程电脑3先对多个数据进行接收，然后再将多个数据进行汇总、整理分类，并将整理分类后的数据进行分屏输出。

第四步（s4）：数据显示。多个数据在工程电脑3中经过分析系统的分类，在工程电脑3的显示屏上进行分屏显示，将探测结果一次性的在工程电脑3的显示屏上展示出来。

其中，工作人员在进行探伤时也可以在工程电脑3显示屏上只留下一个数据的结果，将其他数据的结果关闭，让工作人员能够看到一个数据的分析结果，使得工作人员在进行探伤工作时能够方便的进行单个数据和多个数据的转换显示，方便工作人员的数据分析工作。

第五步（s5）：数据分析。将工程电脑3的显示屏上分屏展示出的多个数据进行一一对比，并记录，根据具体工程中符合要求的检测标准，对检测结果进行判定。

本发明实现了在一个检测位置上有多个图像数据同时在电脑界面上显示，即可以实现一发多收、多发一收或者多发多收的数据显示，从而让工作人员在进行探伤工作时工作效率更高。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。