轧辊自动超声波检测系统.pdf

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1、《大型铸锻件》NO．4HEAVYCASTINGANDF0RGINGJuly2011轧辊自动超声波检测系统罗云东(上海宝钢工业检测公司，上海201900)摘要：介绍了轧辊自动超声波检测系统的组成、工作原理以及专有技术等。实践证明该系统不但可以对缺陷进行准确定性，还可以对缺陷进行精确定量，有效弥补了国内在该领域的技术空白。关键词：轧辊；自动超声检测；超声表面波；超声爬波中图分类号：TP274．53文献标识码：BRollAutomaticUltrasonicDetectionSystemLuoYundongAbstract：This

2、articleintroducesarollautomaticultrasonicdetectionsystemscomposition，workingprincipleandproprietarytechnology，etc．PracticeshowsthatthesystemCannotonlyofdefectqualitative，alsoprecisequantitativedefects，efectivetomakeupforthedomesticinthefieldsoftechnologyblank．Keywor

3、ds：roll；automaticultrasonicdetection；ultrasoundsurfacewave；ultrasoundclimbwave目前，对于在役轧辊的自动检测通常采用的式对轧辊表面缺陷、近表面缺陷及内部缺陷进行是自动涡流检测系统⋯。由于涡流检测技术无自动检测的综合检测系统。需探头接触轧辊，亦无需耦合介质，对单一材质检自动超声检测原理见图1所示，设备自动驱测灵敏度高，便于实现高速自动检测。同时，轧辊动超声波探头接近轧辊表面，向轧辊发射纵波、表为导电材质，形状规则，表面光洁度高，非常适合面波、爬行波类型的

4、超声波，当在轧辊中传播的声用涡流技术来检测其表面缺陷j。涡流可以检脉冲遇到声阻抗特性有变化处(材料变化或不同测轧辊表面划擦类缺陷以及软点等缺陷，但与此声特性界面处往往是缺陷)部分入射声能可被反同时，对于像热轧工作辊等非单一材质轧辊，自动射，根据反射信号的幅度可对缺陷大小做出评估。涡流检测则存在误报率高的问题。同时，涡流检而根据测量入射波与反射波之间的时差可确定反测技术对有一定深度的缺陷亦无能为力。为了解射面与声入射点的距离。这些信号通过数据采决涡流对非单一材质误报率高的问题，我们在磨集、信号放大／衰减、滤波处理及A／D转换等，

5、再辊间引进了用于高速钢轧辊的自动超声检测系经过相应的数据分析和专家系统智能判定，形成统，该系统可对轧辊表面及近表面缺陷进行检测，轧辊缺陷数据及分布图。还可对检测数据实现存但不能对缺陷进行进一步的准确定性和精确定储、报表、查询、打印等后续管理功能。量引。1．2自动检测系统的组成基于轧辊质量管理过程中的实际要求，并结轧辊自动超声检测系统由机械控制单元、信合目前在役辊检测所使用的各类技术手段，我们提出了轧辊自动超声波检测系统，该系统通过利用表面波、爬波及纵波等检测技术全面检测轧辊的表面、近表面及内部缺陷，并利用动态双包络跟踪技术和对

6、象参数综合比对滤波技术对缺陷进行准确定位和精确定量，有效保证缺陷不漏检、不误报。1轧辊自动超声波检测系统1．1自动超声检测原理轧辊自动超声检测系统是利用超声波反射方图1自动超声检测原理示意图Figure1Theautomaticultrasonicdetectionprinciplediagram收稿日期：2011—03—2837No．4《大型铸锻件》July2011HEAVYCASnNGANDF0RGING号处理单元、人机界面和探头架单元等四部分组的突出优势。成。机械控制单元主要包括操作面板、控制单元、(2)被检对象参数综合

7、比对滤波技术驱动机构和电机等，用于实现机械臂的移动、检测根据被检对象综合参数数据库，建立被检对过程的实施和耦合介质的开启等。象参数综合比对滤波模型，有效滤除检测过程中机械臂下端安装超声探头信号处理单元，由被检对象非相关参数对缺陷回波信号提取的影5通道超声波信号触发和激励模块、放大模块和响，同时确保滤波技术不影响回波信号的波幅和分析处理模块组成，其中包括2通道超声表面波、精度。2通道超声爬波及1通道超声纵波。人机界面包(3)缺陷的全局c扫描显示图谱技术括工控机和打印机，用于探伤结果的显示、保存和根据缺陷回波的动态A扫描显示，利用

8、图像打印等数据管理工作。检测系统的结构见图2。处理技术，合成被检对象全局c扫描显示图谱，准确展示和定位缺陷。(4)缺陷的精确定量技术坠早甲根据系统表面波和爬波的超声回波信号，结合缺陷信号的动态双包络跟踪技术，精确定位缺陷的同时，可按不同检测标准要求，建立缺陷尺度厂一定量模型，