基于超声干涉的航空部件检测设备及方法与流程

本发明属于超声波检测，具体地说，涉及一种基于超声干涉的航空部件检测设备及方法。

背景技术：

1、在航空工业中，航空部件的安全性和可靠性是至关重要的，为了确保航空部件的正常运行和预防潜在故障，需要对航空部件进行定期的检测和维护，以及对生产制造后的航空部件进行超声波探伤检测；

2、而在对管状的航空部件进行超声波检测时，通常时工作人员手持探测头，与管状部件相贴，并不断挪动探测头，以便探测到管状航空部件的更多方位，由于管状部件具有一定的长度，工作人员需要使用较长时间手持进行探测，容易产生疲劳感，由于需要多位置探测，因此会发生漏探的情况，导致无法精准对管状航空部件进行超声波探伤检测。现有的超声波检测技术均为通用技术，对于管件检测没有进行优化，软件方面也需要进行改进。

3、因此，我们提出一种能够自动对管状部件进行超声波探伤检测的装置，提高检测效率的同时，能够精准对管状航空部件进行超声波检测。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于超声干涉的航空部件检测设备。

2、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种基于超声干涉的航空部件检测设备，包括安装板，以及：

3、螺旋导向机构，设置在所述安装板上；

4、夹持机构，设置在所述安装板上，用以对管状零件进行夹持；

5、第一立板，安装在所述安装板上，所述第一立板上转动连接有连接轴；

6、多级伸缩杆，一端与所述连接轴相连接，所述多级伸缩杆的前端分别安装有超声波检测头、连接块，所述超声波检测头与管状零件外壁相对应，所述连接块连接在螺旋导向机构上，用以在所述连接轴旋转时，使所述超声波检测头绕管状零件呈螺旋形旋进。

7、优选地，还包括设置超声波信号处理模块，用于接收超声波检测头采集的信号，并进行处理。超声波信号处理模块构建和使用过程如下：

8、步骤s1：获取超声波数据并预处理。

9、步骤s11：对原始相控阵超声波数据进行分割和重采样，得到固定大小的超声图像。

10、步骤s12：对超声图像进行数据增强操作，包括旋转、平移、缩放、添加噪声等，以增加数据的多样性和鲁棒性。

11、步骤s13：对超声图像进行标注，根据是否包含缺陷分为正负两类。

12、步骤s2：构建超声波数据处理模型并训练。

13、步骤s21：构建深度卷积神经网络模型，包括多个卷积层、池化层、全连接层和输出层。

14、步骤s22：选择合适的损失函数、优化器、学习率等超参数，进行模型训练。

15、步骤s23：使用验证集和测试集评估模型性能，调整模型参数或结构，直到达到满意的效果。

16、步骤s3：调用已经训练好的缺超声波数据处理模型陷检测。包括以下子步骤：

17、步骤s31：对待检测的相控阵超声波数据进行与步骤s1相同的预处理操作。

18、步骤s32：将预处理后的超声图像输入训练好的深度卷积神经网络模型，得到每个超声图像的分类结果。

19、步骤s33：根据分类结果，将含有缺陷的超声图像标记出来，并根据超声图像在原始数据中的位置和尺寸，确定缺陷的位置、大小和形状。

20、优选地，所述螺旋导向机构包括连接在安装板上的螺旋环绕杆，所述连接块上开设有连接孔，所述连接块通过连接孔滑动连接在螺旋环绕杆上。

21、优选地，所述螺旋导向机构还包括连接在安装板上的套筒，所述套筒内壁上开设有螺旋导槽，所述套筒一端开设有进入槽口，所述进入槽口与螺旋导槽相连通，所述连接块滑动连接在螺旋导槽中。

22、优选地，所述安装板上设置有第二立板，所述安装板上开设有滑槽，所述第二立板一端滑动连接在滑槽中，所述安装板上转动连接有螺杆，所述第二立板与螺杆螺纹相连，所述螺旋导向机构设置在第二立板上，用以改变所述螺旋导向机构相对于第一立板之间的间距。

23、优选地，所述夹持机构包括双向螺纹杆，所述第二立板上固定连接有连接柱，所述双向螺纹杆的中段转动连接在连接柱的一端上，所述双向螺纹杆的两端上分别螺纹连接有螺纹套，所述连接柱上分别对称固定连接有限位架，所述螺纹套滑动连接在限位架上，用以在所述双向螺纹杆旋转时驱动两端的螺纹套相互远离对管状零件内壁抵紧或相互靠近时对管状零件松放。

24、进一步的，所述安装板上固定连接有齿条，所述连接柱上转动连接有连接杆，所述连接杆一端固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述连接柱中开设有空槽，所述连接杆与双向螺纹杆之间通过同步带相连接，所述同步带位于空槽中。

25、进一步的，还包括：排液管，用以向所述管状零件上排放耦合剂。

26、进一步的，还包括：吹气管，设置在所述第一立板上，用以向所述管状零件中喷气清理。

27、优选地，所述第一立板上固定连接有活塞筒，所述活塞筒中滑动连接有一端带有活塞板的活塞杆，所述连接轴上固定连接有偏心轮，所述活塞杆一端滑动连接在偏心轮外壁的限位槽中，所述活塞杆上的活塞板将活塞筒分隔为液体腔和气体腔，所述液体腔上分别安装有吸液管、连接管，所述连接管与排液管相连通，所述吸液管、连接管中均设有第一单向阀。

28、优选地，所述活塞筒上分别安装有排气管、吸气管，所述排气管、吸气管中均设有第二单向阀，所述排气管与吹气管相连通。

29、优选地，所述连接轴中的偏心处开设有第一腔槽，所述连接轴上转动连接有第一连接环，所述第一连接环与第一腔槽相连通，所述连接管远离活塞筒的一端固定连接在第一连接环上，所述排液管的一端通向第一腔槽中。

30、优选地，所述连接轴中的偏心处开设有第二腔槽，所述连接轴上转动连接有第二连接环，所述第二连接环与第二腔槽相连通，所述排气管远离活塞筒的一端与第二连接环固定连通，所述吹气管一端与第二腔槽相连通。

31、一种基于超声干涉的航空部件检测方法，主要包括以下步骤：

32、s1、将管状零件通过夹持机构进行夹持，将多级伸缩杆一端上的连接块与螺旋导向机构相连接；

33、s2、通过驱动连接轴旋转，多级伸缩杆一端上的连接块在螺旋导向机构的引导下，使得超声波检测头在管状零件外壁上呈螺旋形环绕并前进，进而对管状零件外壁进行环绕式超声波探伤检测；

34、s3、并在检测过程中，在超声波检测头的前进方向上，通过排液管向管状零件外壁上排放耦合剂；

35、s4、并通过吹气管对管状零件内壁进行吹气清理；

36、s5、当超声波检测头从管状零件的一端移动至另一端时，即完成超声波探伤检测。

37、采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过使超声波检测头配合螺旋导向机构在管状零件外螺旋环绕，通过从管状零件的外壁对管状零件进行超声波探伤检测，无需人工手持超声波检测头进行探伤，能够大大减轻工作负担，同时还能够避免漏探，进而精准对管状零件进行超声波探伤检测，提高检测精准度。