多通道全覆盖钢管壁厚检测技术的应用研究

【摘要】： 多通道全覆盖钢管壁厚检测技术的应用研究 超声测厚是无损检测的主要技术之一,随着近年来计算机电子技术的快速发展,超声测厚系统的开发研究也向着数字化、智能化方向发展,在材料工业、石油化工、机械制造等领域有着广泛的应用。 为了迫切解决石油钢管行业中的技术问题,实现对钢管的全长全覆盖壁厚自动化检测,首先,介绍了超声波的物理基础,分析了超声波垂直入射到多层平面上时的反射和透射,阐述超声液浸聚焦探头测厚原理,研究液浸聚焦探头的焦距和探头晶片尺寸与声束聚焦半径和长度的关系,提出由液浸聚焦探头组成阵列式探头围绕钢管旋转,这样不仅增加探头扫描点数,而且扩大探头覆盖面积。 针对4组32通道激励电路复杂,超声信号频率高特点,采用超高压时分复用激励电路、专用的回波信号处理电路和FPGA数字信号采集、逻辑处理、选择控制等关键技术,结合阵列式聚焦探头围绕钢管旋转,形成了旋转式32通道钢管壁厚检测系统。 进一步为了实时地反应系统检测钢管各处的壁厚信息,需要建立可视化检测界面,基于在Windows 2000操作系统下,利用Visual C++7.0软件开发图形用户界面,在界面上以图形曲线的方式显示钢管各部分壁厚信息,提供简单易学的人机交互界面,实现全自动化检测,避免人的情绪对检测结果的影响。 实验结果表明:多通道自动化壁厚检测系统可以准确、可靠、快速地实现对钢管的检测,检测系统的速度、精度和稳定性满足实际生产的API标准要求。