钢管可视化超声波连续测厚系统的分析

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1、1．3超声连续测厚技术超声波测厚是超声波检测(UT)的一种，已经被广泛应用于石油、化工、机械、冶金、电力、船舶等领域，全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会把“超声波测厚”编入无损检测人员培训教材中，作为考试内容之一。超声波频率较高，指向性好，在均匀介质中声速时一样的。超声探头对检测工件发射超声波后，超声波就在介质中传输。当超声波到达工件上下界面时，一部分超声波就会被反射回来，反射回来的超声波被接收装置接收，根据各次反射波被接收时延时时间的长短判断钢管的厚度。所以超声波脉冲自被测材料表面发出到接受底面反射脉冲的间隔时间将正比于材料厚度，将这个时间转化为

2、厚度值表示，即是被测材料的厚度。这就是超声波测厚的基本原理”1。而超声波连续测厚则是超声波探头自动对工件逐点连续检测，检测结果经微机处理后自动转化为壁厚值并显示的技术，这有别于传统的手工逐点检测的超声测厚仪，目前国内外还无相关详细报道。传统的手工超声测厚仪检测速度慢、不能对管体全面检测，这不但不能满足大批量检测要求，管体某部分漏测导致检测结果不准确还会使钢管存在重大安全隐患。市场迫切需要连续、自动化检测的钢管测厚系统，这也是今后钢管超声测厚的发展方向。由合肥工业大学何辅云教授主持研发的钢管超声波连续测厚系统采用多个锆钛酸铅晶片探头，多通道发射超声波，再利用

3、水耦合器耦合至钢管，获得回波信号，经计算机处理显示壁厚值及超标报警，并能对检测数据存储、查询和打印，整个过程实现自动化检测，使钢管检测速度大大提高，投放市场后受到广大客户的称赞。1．4本文探讨的主要内容目前在所有用于钢管连续测厚的无损检测技术中，超声检测法是较为先进的一种检测手段。近几年，我国油田和无缝钢管生产企业相继从美国、德国引进一些大型检测设备，由于进口设备价格较高，而且有时候不能满足实际检测的要求，所以我国迫切需要自己研究、生产方便简捷的钢管连续测厚设备。我校长期展开了对钢管连续测厚检测系统的研究，并取得了显著的效果，研发出一套多通道、可以自动高速

4、检测的超声连续测厚系统。此设备已经应用于钢管生产领域及石油、煤气输送领域，取得显著效果，本文即主要介绍此套系统。钢管超声连续测厚系统除超声连续测厚设备外，还有配套的监控软件，以使检测结果可视化。软件有图形显示、数据存储、查询等功能，可以有效地处理检测数据。此软件基于WINDOWS操作平台，WINDOWS平台具有多任务特性、友好的图形用户界面、完备的内存管理机制、图形设备接口(GDI)、数据动态交换功能(DDE)的支持等优点。本课题的研究重点是实现一个完善，高效，准确，智能的检测监控系统。本论文的主要内容：在第一章中，主要介绍了本课题的意义及国内外连续测厚技

5、术研究现状，最后探讨了超声连续测厚技术。在第二章中，首先介绍了超声波检测技术的发展，然后讨论超声波检测理论，其中包括超声波的概念、发生和接收、超声波的种类和特点等，然后介绍了各种超声波检测方法，最后探讨了本课题所采用的超声波连续测厚原理及方法。第三章主要介绍钢管超声连续测厚系统的软硬件组成和工作过程。在第四章中，详细介绍钢管超声连续测厚系统的硬件结构组成及性能，之后讨论了HY．6070CMD转换卡的基本功能、工作原理和工作方式。在第五章中，主要说明了超声连续测厚软件设计的相关知识。本章首先探讨了本课题软件开发的WINDOWS环境和编写虚拟设备驱动程序的必要

6、性，然后介绍了虚拟设备驱动程序VxD的开发工具VtoolsD和检测主程序的开发工具VisuatC++7．0，最后详细介绍了驱动程序VxD的数据结构、消息处理机制、硬件中断处理机制和运行机制。在第六章中，研究了钢管超声连续测厚检测系统的超声连续测厚主程序软件设计和HY6070．VXD设计中的关键技术，并详细介绍了超声连续测厚软件的操作方法和软件的测试界面。第七章首先介绍了超声连续测厚系统的实际应用情况及部分检测结果。然后对整个论文作了一个总结并说明创新之处，最后为今后的研究工作提出一些建议。第二章超声波检测基本原理超声检测技术作为五大常规无损检测方法(射线检

7、测、超声检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测)之一“1，近年来得到迅速发展。由于其操作方便、检测速度快、灵敏度高、可靠性好，越来越广泛应用于国民经济的各个生产部门，它对于控制产品质量，改进生产过程，保证材料、零件和产品的可靠性，提高劳动生产率都起着关键性作用，是发展现代工业不可缺少的重要应用技术之。2．1超声波检测技术的发展在人们对超声波还没有认识之前，自然界中早就存在和应用超声波了。蝙蝠之所以能在疾速飞行于黑暗窟穴之中而不碰壁，就是因其用超声波导航的缘故。现代的空间雷达、水下雷达(声纳)、固体雷达(超声波探伤仪)就是模拟蝙蝠利用超声波导航的原理而发展起来的

8、。但是，人们对超声波的研究和应用还是比较晚的。1880年发现了压电