基于ZXUS-PC41超声卡的缺陷快速识别系统研究.pdf

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1、基于ZXUS—PC41超声卡的缺陷快速识别系统研究Study日r

2、arapiddefectrecognitionsystembasedonultrasonictestingcardZXUS-PC41朱江新，廖斌，黄伟ZHUJiang—xin，LIAOBin，HUANGWei(广西大学机械工程学院，南宁530004)摘要：为了满足工程机械再制造过程中快速识别旧件缺陷的工程需求，以ZXUS—P041型多功能超声波探测卡为主控核心，建立了一套机械零件缺陷识别系统。该系统采用c++语言开发控制程序，通过ZXUS

3、—P041型超声卡快速准确地采集零件的回波信号，结合计算机数据处理功能，完成对所采集信号的识别分析和可视化处理。关键词：再制造；超声波检测；程序设计中圈分类号：TE3559文献标识码：A文章编号：1009—0134(2015)06(上)一0008—02Doi：10．3969／J．1ssn．1009-0134．2015．06(t--)．030引言统，当实测信号中波幅明显大于M值时，即认为被检测再制造过程的检测环节要完成对零件内部缺陷的位件缺陷大于对比试块中的缺陷。此外，通过计算大于M置和大小的识别与判断。

4、超声波无损检测技术以其独特值的连续时间内检测探头移动过的距离，判断出该方向的优势广泛应用于检测各种尺寸机械零部件的缺陷⋯。上缺陷的宽度。传统的便携式超声波探测仪，检测速度慢，精度低，对工作人员技术要求高，难以满足对缺陷快速准确检测的3系统的结构及其功能分析需求。对此，本文通过研究超声波检测的原理和方法，3．1系统硬件结构建立一套基于ZXUS．PC41超声卡的缺陷快速识别系统，本系统以超声波探测卡为核心，建立了如图1所示为评估再制造件剩余寿命提供物理依据。的系统硬件结构图。1ZXUS—PC41超声卡功能及

5、其特点输入设备ZXUS．PC41超声卡是武汉中旭科技有限公司推出的基于PCI总线接口的可编程、多通道、高速AID转换芯歇陷识别计片，相比普通便携式超声波探测仪，它具有以下功能及算司亟缺陷报警特点：1)自带4个发射／接收通道，支持并联扩展，并且总l臻I机具有高效的A／D转换及数字控制；2)集成度高，兼容性存储记录主好，支持二次开发；3)发射频带宽，功率强：4)自动兰机图像显示生成发射／接收时序，自动控制脉冲发射开关】。通过使用该超声卡，可以满足本系统快速采集数据并实现智能I输出设备II工件IL——————

6、—_J一分析的需求。图1系统硬件结构图2基于超声波检测信号处理的缺陷识别机理该系统采用自动控制的方法控制探头移动，由于其位当超声波在零件中传播遇到夹渣、裂纹、气泡、缩置控制精度的要求不高，选择普通的数控装置作为伺服控孔等缺陷时，其传播特性将发生改变，根据这一基本原制系统。检测探头选择水浸式直探头作为检测终端。理，对采集信号中的频率、波幅以及传播时间等参数进系统运行时，计算机通过控制程序向伺服控制电路行数据分析，判断出缺陷的位置和大小口】。其中，缺陷发出控制探头位移量的信号，从而控制步进电机按照设的位置由

7、声波的传播时问与声速的乘积直接得出，缺陷定好的路径移动探头。同时，计算机通过PCI总线，将的大小通过对比法估测。根据波幅与缺陷大小成正比关扫查参数输入超声卡，控制检测探头向工件发射对应参系的原理，将对比试块中已知缺陷的回波幅值M输入系数的超声波，超声波传播一定距离后经接收装置转换为收稿日期：2014-12—31基金项目：国家科技支撑项目：装载机、挖掘机类工程机械再制造应用开发及集成示范(2012BAF02B02)作者简介：朱江新(1967一)，男，教授，博士，研究方向为机械CAD／CAM／CAE~金属成

8、型模拟。[81第37卷第6期2015—06(上)数字信号返回计算机，最终由计算机完成对数字信号的通道采集到的信号转换为动态波形同时显示于程序界分析与处理。面，每个线程的主执行函数完成显示波形的工作。在采样数据缓冲区控制头数据结构中，存储了回波信号的相3．2系统功能特点关数据。取其中的回波幅值，将其与最大峰值的比值作为波1)检测速度快。通过伺服运动控制，可以使多个形显示区的纵坐标(Y)；取峰值水平位置时间经以下公式探头按照设定好的路线行走，单位时间内扫查面积和速转化为探测深度值，作为波形显示区的横坐标(X

9、)：度都较便携式超声波探测仪大幅提高。X=(NS+10C)PVD2)数据处理功能强。该系统的自动控制探头功能其中，N为采样周期；S为闸门内峰值的水平位代替了用户繁杂的手工操作，实时报警功能代替了用户置；C为闸门内峰值水平位置修正时间计数；P为分频疲劳的视眼观察，很大程度上减轻了用户的劳动强度。比；v为材料声速；D为材料声速计算因子。3)使用方便灵活。ZXUS．PC41超声卡是基于PCI4)智能识别模块负责将采集的回波数据经过对比总线接口的，