相控陣超聲探傷儀

一 概述

本系統是我司合作單位為中車某車輛廠定制開發的一套火車輪軸檢測系統，采用超聲相控陣技術，實現了對車軸卸荷槽、輪座、齒輪箱座等部位的全覆蓋檢測。為滿足現場使用的需要，本系統設計為簡便、可移動的半自動檢測系統，可將探傷架移動到輪對所在位置進行探傷。

系統主要部分由機械部分、超聲相控陣儀器部分、上位機電腦及軟件組成，下面對各個部分進行簡要介紹。

二 機械部分

機械部分由移動式龍門架、探頭夾具及工具小車構成，龍門架設計為可移動式，裝有四個輪子，可移動到位置并鎖定。探頭夾具安裝在龍門架上，可沿水平和垂直方向移動，帶有彈力耦合機構及耦合液（水）噴淋功能，保證探頭與軸身軸頸的耦合。探頭夾具同時安裝一個旋轉編碼器，以獲得探頭掃查的周向位置。工具小車用于承載控制箱、水箱、上位機電腦及相控陣儀器，可隨龍門架一起移動。

三 相控陣儀器部分

相控陣儀器部分采用了一臺CTS-PA22X儀器，配置為32：128通道相控陣，不搭配常規通道。連接一個32陣元線性探頭，晶片間距1.0mm，楔塊角度55度，楔塊耦合面帶弧度，與軸身軸頸弧度吻合。CTS-PA22X儀器具有兩個編碼器接口，其中一個接口與探頭夾具上的編碼器連接，以獲得探頭掃查時的周向位置，并傳送給上位機軟件。

四 上位機電腦及軟件

視現場需要，上位機電腦采用筆記本電腦、臺式機電腦、工控機電腦均可，本系統為移動方便，采用了一臺ASUS筆記本電腦，配備千兆網卡，i7 CPU，4G內存，1T硬盤。

輪軸探傷軟件采用C++開發，通過網絡socket與CTS-PA22X儀器進行數據通訊。軟件主界面分為扇掃圖顯示、A型波顯示、C掃圖顯示、參數調節四大功能。

軟件代碼參照了CTS-PA22X儀器提供的PA22X-DEMO源代碼，扇掃圖直接將CTS-PA22X儀器發送過來的圖像數據貼圖，A型波直接根據接收到的A型數據連線繪圖即可。C掃圖需要稍做處理，截取扇掃圖相應深度數據做投影，再依據數據包內嵌的周向編碼器讀數，畫到C掃圖像相應位置。參數調節功能實現也很簡單，將輸入參數格式化為一條命令字符串，再發送給CTS-PA22X儀器即可。由于CTS-PA22X儀器已經完成了扇掃、A型波、法則計算等功能，大大降低了軟件開發的工作量，整個輪軸相控陣探傷軟件開發及調試只花了一個半月時間。

五 總結

本系統實現了對車軸卸荷槽、輪座、齒輪箱座等部位的相控陣全覆蓋檢測，經現場使用，具有操作簡單、可移動性強、調試方便、性能穩定、易于維護等特點，獲得了用戶高度認可，目前已在中車某廠通過驗收并投入使用。

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