本實(shí)用新型涉及無(wú)損檢測(cè)的超聲波成像技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種能移動(dòng)傳感的超聲波成像系統(tǒng)。

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背景技術(shù)：
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在影響材料及構(gòu)件質(zhì)量和安全性的諸多因素中,表面裂紋的危害性極大，我們需要盡快盡早地在初期發(fā)現(xiàn)微裂紋，獲取微裂紋的深度、寬度和位置等信息。在表面微裂紋檢驗(yàn)中，常規(guī)檢測(cè)方法有：超聲檢測(cè)、渦流檢測(cè)、滲透及磁粉檢測(cè)。這幾種無(wú)損檢測(cè)方法各有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有各自不足。

近年來(lái)，隨著無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，上述檢測(cè)技術(shù)都在一定程度上克服了各自的缺點(diǎn)。隨著超聲波成像技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)依據(jù)超聲波回波信號(hào)檢測(cè)表面微裂紋已經(jīng)難以滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的需要。為了更加直觀、高效的檢測(cè)出表面微裂紋，本實(shí)用新型提出了一種能移動(dòng)傳感的超聲波成像系統(tǒng)，這種超聲波成像系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)精度。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能移動(dòng)傳感的超聲波成像系統(tǒng)，提高檢測(cè)速度，準(zhǔn)確地對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種能移動(dòng)傳感的超聲波成像系統(tǒng)，包括檢測(cè)箱、主控箱、縱波傳感器、空氣耦合傳感器和X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)，檢測(cè)箱內(nèi)設(shè)有主控箱，主控箱內(nèi)設(shè)有信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、控制器、信號(hào)調(diào)理電路和A/D采集卡，其特征在于所述的檢測(cè)箱內(nèi)設(shè)有待測(cè)區(qū)域，縱波傳感器設(shè)置于待測(cè)區(qū)域的一側(cè)，縱波傳感器與功率放大器連接，功率放大器通過(guò)信號(hào)線與信號(hào)發(fā)生器連接，信號(hào)發(fā)生器通過(guò)信號(hào)線與控制器相連，待測(cè)區(qū)域上方設(shè)有X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)，X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有空氣耦合式傳感器，空氣耦合式傳感器與信號(hào)調(diào)理電路連接，信號(hào)調(diào)理電路與高速A/D采集卡連接，高速A/D采集卡通過(guò)信號(hào)線與控制器相連，檢測(cè)箱表面還設(shè)有與控制器通過(guò)信號(hào)線連接的控制面板和能使控制器與外部設(shè)備連接的接口。

所述的待測(cè)區(qū)域一側(cè)的檢測(cè)箱底部設(shè)有軸承架，平衡架通過(guò)平衡架軸承固定連接在軸承架上，平衡架上設(shè)有左右兩根軸承，縱波傳感器通過(guò)左右軸承固定連接在平衡架上，在平衡架底部還設(shè)有平衡塊，平衡塊的軸線垂直平分左右軸承的軸線在平衡架上的投影。

所述的X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)左右兩側(cè)底部各設(shè)有一臺(tái)Y向電機(jī)，Y向電機(jī)轉(zhuǎn)軸與頂絲連接，頂絲與電機(jī)的連接部外側(cè)設(shè)有固定聯(lián)軸器，頂絲上部連接支撐座和Y向滾珠絲杠，Y向滾珠絲杠和支撐座之間設(shè)有角接觸球軸承，Y向滾珠絲杠頂端通過(guò)螺栓與檢測(cè)箱緊固連接，移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)絲杠螺母與左右兩側(cè)的滾珠絲杠連接，Y向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)在Y向上移動(dòng)，移動(dòng)平臺(tái)一端設(shè)有X向電機(jī)，X向電機(jī)轉(zhuǎn)軸與頂絲連接，頂絲與電機(jī)的連接部外側(cè)設(shè)有固定聯(lián)軸器，頂絲右側(cè)連接支撐座和X向滾珠絲杠，X向滾珠絲杠和支撐座之間設(shè)有角接觸球軸承，X向滾珠絲杠另一端通過(guò)螺栓與移動(dòng)平臺(tái)緊固連接，X向滾珠絲杠上設(shè)有絲杠螺母，絲杠螺母上連接有移動(dòng)支座，所述的空氣耦合式傳感器設(shè)置在移動(dòng)支座上，X向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)移動(dòng)支座在X向上移動(dòng)。

本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，組合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可行，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1.提出了一種全新的超聲波成像檢測(cè)系統(tǒng)，利用縱波傳感器激勵(lì)產(chǎn)生的縱波信號(hào)檢測(cè)材料表面缺陷的方法；

2.這種超聲波成像檢測(cè)系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)際檢測(cè)精度需要，選取激勵(lì)不同頻率、不同波長(zhǎng)的縱波傳感器，具有較高的檢測(cè)精度；

3.空氣耦合式傳感器能通過(guò)X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行精密的X、Y向左右上下移動(dòng)，有效提高檢測(cè)精度。

[附圖說(shuō)明]

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的側(cè)面剖視圖；

圖3是本實(shí)用新型X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)的示意圖；

圖4是移動(dòng)平臺(tái)內(nèi)X向移動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖5是空氣耦合式傳感器二維掃描檢測(cè)的示意圖；

圖中：1.檢測(cè)箱 2.左軸承 3.平衡架軸承 4.縱波傳感器 5.軸承架6.右軸承 7.待測(cè)區(qū)域 8.空氣耦合傳感器 9.移動(dòng)平臺(tái) 10.X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái) 11.平衡架 12.平衡塊 13.Y向電機(jī) 14.固定聯(lián)軸器 15.頂絲 16.絲杠支撐座 17.角接觸球軸承 18.Y向滾珠絲杠 19.絲杠螺母 20.移動(dòng)平臺(tái) 21.緊固螺栓 22.X向電機(jī) 23.X向滾珠絲杠 24.空氣耦合式傳感器25.主控箱。

[具體實(shí)施方式]

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專(zhuān)業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

參見(jiàn)圖1和圖2，所述的能移動(dòng)傳感的超聲波成像系統(tǒng)，包括檢測(cè)箱、主控箱、縱波傳感器、空氣耦合傳感器和X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)，檢測(cè)箱內(nèi)一側(cè)設(shè)有主控箱，主控箱內(nèi)設(shè)有信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、控制器、信號(hào)調(diào)理電路和A/D采集卡，其特征在于所述的檢測(cè)箱內(nèi)設(shè)有待測(cè)區(qū)域，縱波傳感器設(shè)置于待測(cè)區(qū)域的一側(cè)，縱波傳感器能通過(guò)有線或無(wú)線的方式與功率放大器連接，功率放大器通過(guò)信號(hào)線與信號(hào)發(fā)生器連接，信號(hào)發(fā)生器通過(guò)信號(hào)線與控制器相連，待測(cè)區(qū)域上方設(shè)有X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)，X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有空氣耦合式傳感器，空氣耦合式傳感器能通過(guò)有線或無(wú)線的方式與信號(hào)調(diào)理電路連接，信號(hào)調(diào)理電路與高速A/D采集卡連接，高速A/D采集卡通過(guò)信號(hào)線與控制器相連，檢測(cè)箱表面還設(shè)有與控制器通過(guò)信號(hào)線連接的控制面板和能使控制器與外部設(shè)備連接的接口。所述的待測(cè)區(qū)域一側(cè)的檢測(cè)箱底部設(shè)有軸承架，平衡架通過(guò)平衡架軸承固定連接在軸承架上，平衡架上設(shè)有左右兩根軸承，縱波傳感器通過(guò)左右軸承固定連接在平衡架上，在平衡架底部還設(shè)有平衡塊，平衡塊的軸線垂直平分左右軸承的軸線在平衡架上的投影?？v波傳感器的要點(diǎn)就在于獲取最大的縱向能量，本實(shí)用新型平衡架和平衡塊的設(shè)置保證了傳感器與耦合水平面相垂直，更易于獲取最大的縱向能量。除了這種方式，也能將縱波傳感器通過(guò)耦合劑設(shè)置于待測(cè)區(qū)域一側(cè)。

參見(jiàn)圖3和圖4，所述的X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)左右兩側(cè)底部各設(shè)有一臺(tái)Y向電機(jī)，Y向電機(jī)轉(zhuǎn)軸與頂絲連接，頂絲與電機(jī)的連接部外側(cè)設(shè)有固定聯(lián)軸器，頂絲上部連接支撐座和Y向滾珠絲杠，Y向滾珠絲杠和支撐座之間設(shè)有角接觸球軸承，Y向滾珠絲杠頂端通過(guò)螺栓與檢測(cè)箱緊固連接，移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)絲杠螺母與左右兩側(cè)的滾珠絲杠連接，Y向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)在Y向上移動(dòng)，移動(dòng)平臺(tái)一端設(shè)有X向電機(jī)，X向電機(jī)轉(zhuǎn)軸與頂絲連接，頂絲與電機(jī)的連接部外側(cè)設(shè)有固定聯(lián)軸器，頂絲右側(cè)連接支撐座和X向滾珠絲杠，X向滾珠絲杠和支撐座之間設(shè)有角接觸球軸承，X向滾珠絲杠另一端通過(guò)螺栓與移動(dòng)平臺(tái)緊固連接，X向滾珠絲杠上設(shè)有絲杠螺母，絲杠螺母上連接有移動(dòng)支座，所述的空氣耦合式傳感器設(shè)置在移動(dòng)支座上，X向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)移動(dòng)支座在X向上移動(dòng)。

參見(jiàn)圖5，空氣耦合式傳感器通過(guò)X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行二維掃描檢測(cè)，具體的方式為對(duì)待測(cè)區(qū)域進(jìn)行逐點(diǎn)掃描檢測(cè)，掃描間距為1mm，能根據(jù)實(shí)際工程要求選取掃描區(qū)域和掃描間距?？v波傳感器及空氣耦合傳感器的中心頻率能根據(jù)實(shí)際工程的檢測(cè)精度要求進(jìn)行選取。

本實(shí)用新型的具體使用步驟如下：

a.將縱波傳感器安裝于檢測(cè)箱內(nèi)；

b.信號(hào)發(fā)生器通過(guò)功率放大器作用于縱波傳感器，縱波傳感器連續(xù)產(chǎn)生縱波向待測(cè)材料的待檢區(qū)域進(jìn)行傳播；

c.控制器控制X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)拖動(dòng)空氣耦合傳感器對(duì)待檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行二維掃描檢測(cè)；

d.空氣耦合傳感器接收到的超聲波信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，被高速A/D采集卡采集并傳輸給控制器，控制器能將信號(hào)存儲(chǔ)在與其相連的外部設(shè)備或控制器自身設(shè)有的存儲(chǔ)設(shè)備中；

e.控制器將接收到的縱波信號(hào)存儲(chǔ)于(X，Y，t)三維數(shù)組中，選取不同時(shí)刻的超聲波傳播圖像，就能實(shí)現(xiàn)材料缺陷超聲波成像檢測(cè)。

實(shí)施例

1)選取待測(cè)材料鋁合金，規(guī)格為1000mm×1000mm×20mm，鋁合金表面存在表面凹槽缺陷將其鋁合金材料放置在檢測(cè)箱中；

2)調(diào)節(jié)縱波傳感器，將縱波傳感器通過(guò)耦合劑置于鋁合金材料上，控制器控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，通過(guò)功率放大器作用于縱波傳感器?？v波傳感器激勵(lì)產(chǎn)生的縱波信號(hào)，向含有表面凹槽缺陷的鋁合金材料內(nèi)部進(jìn)行傳播，放置于待測(cè)區(qū)域內(nèi)的空氣耦合傳感器接收產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，同時(shí)控制器控制X-Y軸精密移動(dòng)平臺(tái)拖動(dòng)空氣耦合傳感器對(duì)待檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行二維掃描檢測(cè)；

3)空氣耦合傳感器將接收到的超聲波信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路被高速A/D采集卡采集并存儲(chǔ)于外部設(shè)備中。

4)控制器將接收到的縱波信號(hào)存儲(chǔ)于(X，Y，t)三維數(shù)組中，選取不同時(shí)刻的超聲波傳播圖像，實(shí)現(xiàn)材料缺陷的超聲波成像檢測(cè)。