水浸超声扫描检测系统的设计

水浸超声波C扫描系统技术参数1.设备名称：水浸超声波C扫描系统，1台套2.总体要求：2.1☆资格要求：设备制造商必须有五年以上研制、生产该类水浸超声波C扫描系统的经验，五年以上的销售业绩，已通过ISO 9001认证，且在知名飞机复合材料制造商有良好的供货记录。

2.2设备用途：用于复合材料工艺研究、分析与检验，应能够实现对碳纤维复合材料层压板和L型、T型加筋壁板的分层、脱粘、空隙、凹坑、内部杂质等缺陷实现可视化检测。

2.3设备组成：系统的基本配置必须包括机械部分、电气控制部分、超声波探伤仪部分、计算机部分和实现自动化C扫描探伤的其他所需附件。

2.4☆系统功能：探伤系统可以通过全水浸纵波反射法和穿透法对碳纤维复合材料层压板和L型、T型加筋壁板进行探伤。

系统可进行A/B/C种类的扫描，具有非线性超声测试功能，可通过C扫描图像判断缺陷大小、位置和深度，达到定位定标的效果，并形成报告。

可显示被检材料的超声A、B、C图像，可获取、处理并贮存多个数据参数。

2.5☆总体要求：关键部件必须采用进口知名产品，并需具有良好的可靠性、操作性、维修性、良好的安全性能、不污染环境及危害人身健康。

3.设备规格及主要参数：3.1系统功能探伤系统应能通过全水浸纵波反射法和穿透法对碳纤维复合材料层压板和L型、T型加筋壁板进行探伤。

3.2系统的最小扫描范围1000×800×600mm（X×Y×Z）；板厚：2-15mm。

3.3☆系统扫描方式A/B/C扫描模式，并可以显示不同类型的扫描结果；3.4机械与电气控制部分3.4.1框架和水箱：应采用高强度的不锈钢框架结构，配备进水口和出水口以及循环水泵和50微米过滤器等相关配件。

内部最小工作尺寸：长1000mm x 宽800mm x 深600mm。

3.4.2☆线性模组（X-Y-Z轴）：应采用国际知名品牌的原装进口线性模组，具备实现八轴运动控制能力，具有防水防尘和安全保护；3.4.3☆系统机电运动性能参数：轴有效行程速度范围分辨率定位精度重复定位精度回程间隙最小步进mm mm/s mm ±mm ±mm/300mm mm mm X ≥10000.1-150 0.01 ≤0.01≤0.05≤0.020.02Y ≥8000.1-150 0.01 ≤0.01≤0.05≤0.020.02Z ≥6000.1-50 0.01 ≤0.01≤0.05≤0.020.023.4.4☆探头调节机构：应设置探头调节机构，满足反射法和穿透法测试中的探头固定和安装要求，保证两种检测模式的顺利进行。

ScanMaster水浸超声C扫描检测系统莫瑕琳【摘要】简要介绍了ScanMaster水浸超声C扫描检测系统的主要参数及操作过程.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2010(032)012【总页数】3页(P994-996)【关键词】水浸超声;方波脉冲;C扫描【作者】莫瑕琳【作者单位】西安西航集团莱特航空制造技术有限公司,西安,710021【正文语种】中文【中图分类】TG115.28随着我国对航空、航天产品质量要求的提高,水浸超声C 扫描检测系统以其稳定的机械扫描能力、合适声场的水距选择、声束角度可调等优势,广泛应用于航空、航天领域。

笔者着重从系统主要参数及操作过程两方面探讨水浸Scan Master 超声C 扫描检测系统的应用。

1 系统主要参数1.1 脉冲波形(1)尖脉冲发生器是用来激励压电换能器的最早电路之一,高效的尖脉冲发生器电路比较简单,所用基本元器件如图1 所示。

其中开关元件采用雪崩晶体管或可控硅整流器。

图1 脉冲发生器基本元器件示意图通过充电电阻RC 和阻尼电阻RD 对充电电容C 充电,充至高压V(典型值为250～400 V)。

大多数便携式仪器的阻容值可使充电电容在不到1 ms的时间内充至直流电源电压的满值,也就是可达到1 000 Hz 的脉冲重复频率。

通用仪器大多采用尖脉冲发生器,所用的开关器件的电气工作点一般不可调节,只能对阻尼电阻RD 进行调节。

(2)方波脉冲的使用增强了探伤人员对重要检测参数的控制和稳定能力,并且方波脉冲还能提高脉冲幅度。

方波脉冲发生器和尖脉冲发生器电路类似,不同的是前者所用开关元件采用金属氧化物超导体场效应晶体管。

适当调节方波脉冲发生器,可激发两倍于充电电压相同的尖脉冲发生器所激发的信号电压。

为使方波脉冲发生器发挥出它的最佳性能,阻尼电阻RD 和脉冲宽度都要根据每个换能器的具体情况予以分别调节。

ScanMaster 设备采用方波脉冲发生器,可对脉冲宽度和阻尼电阻分别调节。

The Science Education Article CollectsTotal.451 March2019（A）总第451期2019年3月（上）摘要传统的超声波声场扫查系统，都是以线性运动模组驱动超声波传感器进行XYZ轴三个方向的线性移动来进行声场测试，或者再增加A、B两个轴进行角度旋转，各个轴都是独立运动。

这种传统的运动组合方式，可以驱动超声波传感器实现较为简单空间轨迹扫查，但是对于更复杂多变的空间轨迹运动需求，就有些力不从心。

而基于机械手技术的驱动方式，可以实现复杂多变的空间运动轨迹和运动姿态。

关键词机械手水浸扫查Ultrasonic Acoustic Field Scanning System Based on Ma原nipulator Technology//Li Changsheng,Han Dong,Ding Zijing Abstract In traditional scanning system,the ultrasonic sound field is tested by linear motion module which drives the ultrasonic sensor to move linearly in three directions of XYZ axis.Maybe another two axes A and B will be added for rotating at given an-gle.Each axis moves independently.The ultrasonic sensors can be driven by this traditional motion combination to achieve a simple space trajectory scanning.However,it may not go well for the space trajectory movement which is more complex and vari-able.Based on the driving mode of manipulator technology,the motion trajectory and attitude in the complex and variable space can be achieved.Key words mechanical hand;water immersion;scanning1引言随着工业机器人技术的不断发展与完善，利用高精度关节机械手进行声场扫查在技术上已经可行[1-3]。

水浸超声c扫描原理超声波成像技术在医学影像中广泛应用，水浸超声C扫描技术则是一种特殊的超声成像技术。

本文将对水浸超声C扫描技术进行详细介绍，包括其原理、优点和应用等方面。

水浸超声C扫描是一种通过将静止液体作为耦合介质而实现超声成像的方法。

它是超声成像技术中一种比较特殊的成像方法。

将扫查器用静水体或甚至可穿透的材料封装在内，超声波可以穿透水或材料，再从被检物体反射回来。

成像时以被检物为中心，不断改变水位（即抖动扫查器或改变液体的高度），通过成像仪显示出被检物的形态和结构信息。

水浸超声C扫描优点突出，在许多方面优于肌肉、脂肪等组织的水平声速扫描，并可用于非接触式非破坏性检测（NDT）和质量控制（QC）。

二、水浸超声C扫描的优点1.高接触性水浸超声C扫描技术可以通过液体介质实现物体的接触成像，使ultrasonic waves可以穿透介质并作用在物体表面，可以获得非常清晰的图像。

2.高分辨率和分辨率水浸超声C扫描技术可以通过相对应的水深进行调整，以得到不同的成像层，从而获得更高的分辨率和分辨率。

3.非破坏性检测水浸超声C扫描技术是一种非破坏性检测技术，可以应用于各种材料、结构和形状的检测，适用范围广。

4.高精度水浸超声C扫描技术有着非常高的精度和可靠性，例如：可以在颜色、硬度、纹理等方面进行精确的检测和判断，可以得到精确的反馈。

三、应用范围水浸超声C扫描技术在医学影像学、航空、汽车、电子等领域都有广泛的应用。

1.医学影像学在医学影像学方面，水浸超声C扫描技术可以用于心脏、肾脏、肝脏、胰腺、胃肠、淋巴结等器官疾病的检测。

它可以提供非常清晰、高分辨率的图像，便于医生进行诊断和治疗方案的制定。

在航空领域中，水浸超声C扫描技术可以用于飞机机翼、机身、螺旋桨、引擎等部件的检测，可以有效地检测出部分状况，从而为后续维修提供依据。

3.汽车和电子在汽车和电子领域中，水浸超声C扫描技术可以用于气囊、电池、电线等的检测和质量控制，达到提高产品质量的目的。

圆盘水浸超声自动检测系统设计及实现摘要五大常规无损检测技术中的超声波检测在各个领域都有着广泛的应用，圆盘是一种应用范围非常广泛的零件。

本文针对目前国内外水浸超声自动检测系统研发的现状及圆盘检测的现状，结合超声检测原理，设计了一套圆盘水浸超声自动检测系统。

根据设计的检测系统，选择了适用于本系统的探头、步进电机、驱动器、探伤卡和myRIO-1900控制器等硬件，并结合图形化编程软件Labview编写系统控制程序。

设计出来的检测系统能实现对三轴扫查装置的灵活控制、超声回波信号的采集和波形的形成。

关键词：水浸超声检测；Labview；自动检测系统；圆盘Design and implementation of automatic ultrasonic testing systemfor disc water immersionAbstractFive kinds of conventional ultrasonic nondestructive testing techniques have been widely used in various fields, and disk testing is one of the most widely used parts.In this paper, according to the research and development of automatic plate immersion ultrasonic testing system at home and abroad, the current situation of ultrasonic testing plate immersion liquid, combined with the principle of ultrasonic testing, a group of automatic plate immersion ultrasonic testing system design.According to the designed detection system, the hardware suitable for the system, such as probe, stepping motor, driver, flaw detection card and myrio-1900 controller, is selected, and the system control program is compiled by combining with the graphical programming software LabVIEW. The detection system designed can realize the flexible control of the three-axis scanning device, the acquisition of ultrasonic echo signal and the formation of waveform.Key words: Key words: water immersion ultrasonic testing; LabVIEW; automatic testing system; disk目录1前言 (2)1.1课题背景及研究意义 (2)1.2研究现状 (3)1.2.1水浸超声自动检测系统的国内外进展 (3)1.2.2圆盘检测的研究进展 (3)1.3研究目标及主要解决问题 (3)1.4本设计的优点及特色 (4)2相关理论 (5)2.1检测原理 (5)2.1.1超声波检测的工作原理 (5)2.1.2水浸超声波无损检测原理 (5)2.2 Labview的简介 (5)2.3研究设计的方法、系统的检测方法 (5)3系统的设计 (6)3.1材料的定制 (7)3.1.1水箱 (7)3.1.2被检工件（圆盘） (7)3.1.3转动装置 (8)3.2重要零部件的选用 (9)3.2.1探头 (9)3.2.2步进电机 (9)3.2.3驱动器 (10)3.2.4控制器 (10)3.2.5发射接收卡 (11)3.3扫查装置 (11)3.4控制系统 (12)3.4.1 labview操作前面板 (12)3.4.2具体操作步骤 (12)3.4.3程序框图设计 (13)3.5图像显示的结果分析 (16)4总结 (17)4.1结论 (17)4.2展望 (17)参考文献 (17)谢辞 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。

水浸超声扫描检测系统的设计
弹体内部装填火药，是由整体铸造和切削技术加工成型。

由于制造水平的局限性，弹体可能会出现划痕、气孔、分层等缺陷。

因此，研制一套水浸超声扫描检测系统对弹体的大批量生产进行实时评估，不仅能够提高生产的质量，更重要的是能够消除安全隐患，具有重要意义。

本课题以超声无损检测为基础，根据弹体标准样件的结构特点和缺陷类型，采用了超声底波回波法和超声缺陷反射回波法的多探头在线检测方法，设计了四通道超声处理系统。

系统具有超声发射接收、限幅、压控放大、双峰检波、闸门控制和峰值保持等功能。

开发了基于ISA总线的超声数据采集卡，以EPM9560为逻辑控制核心，对超声处理系统进行控制，并将采集到的数据存储到FIFO中。

利用WinDriver开发了采集卡驱动程序，采用SC303F步进仿形控制器对机械系统运行进行编程控制。

开发了基于VisualC++ 6.0的超声在线处理软件，能够对超声数据采集卡进行参数设置，通过闸门控制、滑动平均滤波和阈值法对缺陷信号进行处理、显示，并对检测结果进行保存打印。

针对系统特定的工作环境，提出了一系列抗干扰措施，效果明显。

利用本系统对工厂大批量产品进行了在线检测，性能良好。

最后，对本系统的进一步扩展提出了可行的建议。

超声波水浸法检测是对超声检测的进一步研究发展，其是在超声波探头与工件之间填充一定厚度的水层，声波先经过水层，再入射到试件中的非接触式超声检测方法。

水浸超声检测分为全部浸没式和局部浸没式。

全部浸没式适用于体积不大，形状简单的工件检测；局部浸没式适用于大体积工件的检测，根据对水施加的方式不同又分为喷液式、通水式和满溢式三种方式。

在水浸探伤中，为了克服声束在水中的扩散，改善声束的指向性，提高检测灵敏度和分辨力，尤其是对凸弧面工件，常采用聚焦探头进行检测。

水浸聚焦探头的聚焦方式有两种，一种是将压电晶片做成凹面，直接聚焦；另一种是在水浸直探头前加上声透镜产生聚焦声束。

在对于轴类水浸超声检测中常用的方法有径向纵波反射法和周向横波反射法。

径向纵波反射法：轴类工件在滚轮上以一定的速度匀速旋转，同时其上面的聚焦水浸探头沿工件轴心线匀速移动。

从而实现对工件内部除近表面以外的部分进行扫查。

当遇到一定当量的缺陷时，在屏幕上相应位置就会出现一定幅度缺陷回波，探伤仪上的警报器可发生警报。

这种方法的优点是工件内声能量大，有利于提高探伤灵敏度和分辨力。

探伤波形稳定、清晰、再现性好；缺点是在工件表面存在左右的盲区周向横波反射法：根据工件半径，调整工件轴心线与探头中心的距离（偏心距，是超声波进入工件表面时纵波入射角大于第一临界角，这样进入工件的超声波转换为单一的横波。

由于声束是斜入射到工件中，所以折射横波是在工件表面附近的一个环状区域内传播，从而实现对工件表面及近表面的扫查。

当遇到一定当量大小的缺陷时，在屏幕上相应位置出现缺陷回波。

这种方法的优点是适合探测工件表面及近表面缺陷；缺点是进入工件内声能量低，无法对距表面较深的缺陷进行探伤。

超声水浸检测的实现必须借助数控扫描系统完成，数控扫描系统运动带动超声探头或转动工件对扫描区域进行扫查，从而发现缺陷。

使用超声水浸自动化检测首先满足三个原则：一、保证被检测件的整个检查区有足够的声束覆盖以避免漏检；二、扫查过程中声束入射方向始终符合预定的要求。

四通道水浸式超声C扫描检测软件研制杨党纲;史亦韦;王铮;李硕宁;王东升【摘要】Along with the rapid development of aviation and aerospace manufacturing technology, the application of sophisticated components is more and more widely. In the immersion ultrasonic C-scan testing of complex or large thickness, the multi-zone focus for different thickness of the testing area with the corresponding parameters is often applied. The developed four-channel immersion ultrasonic C-scan testing software CScanPro can achieve the multi-zone focus detection of four-channel simultaneous imaging scan, and improve the detection efficiency. This software is practical, stable and user-friendly. CScanPro can also be applied to non-focused four-channel ultrasonic C-scan inspection, it is installed and used in three ultrasonic C-scan testing systems, and the test results are accurate to meet the test requirements.%为解决航空航天复杂精密构件或大厚度工件利用水浸式超声C扫描检测需要分区聚焦的使用问题,作者研制出四通道水浸式超声C扫描检测软件CScanPro,实现了一次扫描4个通道同时成像的分区聚焦检测功能,提高了检测效率,其实用性强,运行稳定.同时,CScanPro软件也可应用于非聚焦四通道超声C扫描检测,当前已在3台超声C扫描检测系统中安装和使用,实际检测结果准确,满足测试要求.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2012(018)001【总页数】4页(P43-46)【关键词】超声C扫描;四通道;数据采集;运动控制;成像;检测;软件研制【作者】杨党纲;史亦韦;王铮;李硕宁;王东升【作者单位】北京航空材料研究院,北京10095;北京航空材料研究院,北京10095;北京航空材料研究院,北京10095;北京航空材料研究院,北京10095;北京航空材料研究院,北京10095【正文语种】中文【中图分类】TH878+.2;TP3191 引言随着航空、航天制造技术的飞速发展，复杂精密构件的应用越来越广泛。

超声波水质监测系统的设计与实现随着工业化和城市化的快速发展，水资源的污染和浪费已成为一个日益突出的问题。

而水质监测技术的迅速发展，为水资源的保护和管理提供了有力的手段。

本文将介绍一种基于超声波技术的水质监测系统的设计与实现，旨在为水质监测技术的普及和推广做出一定的贡献。

一、设计思路超声波技术是一种用声波进行测量和检测的技术。

超声波在水中的传播速度受到水质的影响，当水质发生变化时，超声波的传播速度也会发生相应的改变。

因此，通过测量超声波在水中的传播速度变化，我们可以判断水质的优劣，进而进行水质监测。

本文设计的超声波水质监测系统主要由以下五个部分组成：1. 超声波传感器：用于发送和接收超声波信号，具有高精度、高灵敏度的特点。

2. 单片机：将超声波信号进行模数转换和数字信号处理，使其符合计算机处理的要求。

3. 显示屏：用于显示水质的监测结果，方便用户进行实时观测。

4. 音频放大器：将单片机输出的数字信号转换成模拟信号，使其能够输出高质量的声音。

5. 供电系统：为整个系统提供稳定的供电，确保系统的正常工作。

二、硬件设计1. 超声波传感器超声波传感器是整个系统的核心部分，用于发送和接收超声波信号。

一般情况下，超声波传感器的频率在40kHz左右。

在设计时，我们首先需要根据水深和所需的测量精度来选取合适的超声波传感器，并将其和单片机相连接。

超声波传感器的发送端通过GPIO的输出口连接，接收端通过一个引脚读取单片机的输入信号。

2. 单片机和显示屏单片机主要负责对超声波信号进行模数转换和数字信号处理。

我们可以使用AT89C52或者STC15F2K60S2等常见的51单片机，将其通过SPI接口与超声波传感器连接。

同时，单片机还需要控制显示屏的显示效果，我们可以使用1602液晶屏，通过IIC总线连接到单片机上。

3. 音频放大器音频放大器用于将单片机输出的数字信号转换成模拟信号，以输出高质量的声音。

在本系统中，我们可以使用TDA2822N等音频放大器，将单片机通过GPIO输出口产生的PWM信号转换为模拟信号，再通过无源低通滤波电路处理后输出。

ScanMaster水浸超声C扫描检测系统
莫瑕琳
【期刊名称】《无损检测》
【年(卷),期】2010(032)012
【摘要】简要介绍了ScanMaster水浸超声C扫描检测系统的主要参数及操作过程.
【总页数】3页(P994-996)
【作者】莫瑕琳
【作者单位】西安西航集团莱特航空制造技术有限公司,西安,710021
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.28
【相关文献】
1.四通道水浸式超声C扫描检测系统研制 [J], 杨青
2.一种面向复杂曲面的水浸超声C扫描自动检测系统设计 [J], 姜庆昌;郭士清;沈延飞
3.水浸超声C扫描检测系统扫描机构设计 [J], 姜庆昌;王军;田春英
4.薄壁铜钢径向摩擦焊接头水浸超声C扫描检测系统及其应用 [J], 吴玮;彭东林;徐晓菱
5.GE水浸超声C扫描检测系统UST-bar(水槽)成功通过台湾荣刚材料有限公司验收 [J],
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水浸超声自动检测成像系统研究
超声无损检测作为最为重要的无损检测技术之一,广泛应用在各个工业生产领域中。

传统超声手工检测,存在效率低、判伤难和可靠性差等缺点。

本文利用超声检测技术、自动控制技术、数据采集与处理技术和超声成像技术等,研发了一种水浸超声自动检测成像系统。

为了提高超声检测的效率,设计了三轴自动扫查系统,分析了扫查步长与电机运动的关系,研究了交流伺服电机控
制技术以及超声数据采集技术,实现了水浸超声检测的自动扫查与数据实时采集。

针对超声检测结果不直观,缺陷定位和定量难等问题,基于labWindows/CVI
平台开发了水浸超声检测软件成像系统,分析了超声数字成像方法和信号存储处理技术,完成了扫查回零、限位等功能的开发,实现了水浸超声自动检测并实时成像,检测结果更加直观。

为了提高超声检测的可靠性,利用声场仿真技术分析了水浸超声实际检测过程,建立并仿真了水浸超声检测探头发射声场。

对超声波的产生以及传播规律进行分析,基于多元高斯声束理论,描述超声
波的产生和传播过程,建立了超声探头发射声场的仿真模型,分别计算了探头在
水中,钢中以及水钢分层介质中的声场分布。

通过改变探头参数,得到水浸超声检测中最佳的检测参数,使得待检测工件处于更加合适的检测区域,保证水浸超声
检测的正确实施,提高了检测可靠性和效率。

通过系统的整机调试和实验验证,能够实现超声A、B、C等扫描成像、声场检测功能,具有检测速度快、定位定量准确、可靠性强等特点。