基於rov的水下數字超聲波探傷儀的製作方法
2023-06-22 11:05:26
專利名稱：基於rov的水下數字超聲波探傷儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及水下檢測領域，具體涉及一種基於水下機器人(ROV)的水下 數字超聲波探傷儀。
技術背景水下無損檢測技術是隨著水下工程崛起而發展起來的新技術。近年來，由 於近海設施，諸如海底管道、生產平臺等的急劇增加，如何保證近海設施的安 全運行顯得十分重要，此外對於大型船艦的水下監測也越來越受到進一步重視。目前，廣泛採用的水下無損檢測方法主要有目視檢驗法、超聲波測厚和超聲 波探傷等。水下超聲波探傷是水下檢測的重要內容，是發現水下金屬結構內部 缺陷的主要的手段。運用水下機器人(R0V)代替潛水員進行水下探傷具有效率 高、深度大、不影響水工結構正常使用、可靠性高等特點，是水下檢測的發展方向之一。目前，我國還沒有能夠運用於水下機器人(R0V)的水下數字超聲波探傷儀。發明內容本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種基於ROV的水下 數字超聲波探傷儀，該超聲波探傷儀將水下超聲探測設備和水上的虛擬設備同 步工作，實現了水下超聲波探傷儀器遠程控制、超聲探傷數據管理、結果分析 和檢測報告的自動生成等功能。本發明目的實現由以下技術方案完成一種基於R0V的水下數字超聲波探傷儀，其特徵在於所述探傷儀由水上設 備和水下設備構成，二者之間通過通信電纜連接，其中水下設備包括水密探頭、 超聲信號發射接收電路，水上設備包括超聲波波形顯示器，水密探頭探得的信 號由超聲信號發射接收電路傳輸至超聲波波形顯示器顯示。水下設備的主體為一封閉殼體，殼體內部設置超聲信號發射接收電路、模 數轉換電路，以及由CPU、存儲器和通信接口組成的數字超聲波信號處理系統，其中超聲信號發射接收電路通過電纜與位於殼體外部的水密探頭連接，超聲信號發射接收電路通過模數轉換電路接CPU, CPU的通信接口通過通信電纜接超聲波波形顯示器。所述數字超聲波信號處理系統接有液晶顯示屏。 所述殼體上設有透明有機玻璃蓋板。水上設備還包括計算機，計算機通過上位機軟體來控制連接水下設備，並 顯示波形、管理探傷數據信息。本發明的優點是，解決了水下數字超聲波探傷數據傳輸、存儲和混水條件 下探傷的難題，實現了整套設備的水下和水面的同步工作，實現了水下超聲波 探傷儀器遠程控制、超聲探傷數據管理、結果分析和檢測報告的自動生成等功 能。該裝置便於潛水員攜帶、獲取圖像質量高、成本低，能夠保證目視檢測質 量、檢測速度，低成本，適應於渾水等各種水域。
附圖1為本發明結構布置示意圖； 附圖2為本發明水下設備結構布置示意圖；具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本發明特徵及其它相關特徵作進一步詳細說 明，以便於同行業技術人員的理解如圖1-2所示，標號1-26分別表示水密探頭1、超聲發射接收電路2、 功放電路3、 D/A轉換電路4、 A/D轉換電路5、其他接口 6、信號調理放大電路 7、 CPU8、 RAM9、 R0M10、顯示接口 11、通信接口 12、同軸電纜13、接線盒14、 視頻線15、波形顯示器16、數據線17、可攜式電腦18、鋼質儀器殼體19、水 密插座20、緊固螺釘21、透明有機玻璃蓋板22、液晶顯示屏23、水密插座24、 探頭電纜25、水下設備26。本實施例涉及的探傷儀由水上設備和水下設備構成，水下設備的主體為一 封閉的鋼質儀器殼體19，殼體19內部設置超聲發射接收電路2、功放電路3、 D/A轉換電路4、 A/D轉換電路5、其他接口 6、信號調理放大電路7、 CPU8、 RAM9、 ROMIO、顯示接口 11、通信接口 12，其中的CPU8、 RAM9、 ROMIO、顯示接口 11 組成數字超聲波信號處理系統，其中超聲信號發射接收電路2通過探頭電纜25與位於殼體19外部的水密探頭連接，超聲信號發射接收電路2通過功放電路3、 D/A轉換電路4、 A/D轉換電路5、其他接口6、信號調理放大電路7接CPU8， CPU8的通信接口 12通過同軸電纜13接超聲波波形顯示器16，殼體19內部設 置有液晶顯示屏23，殼體19上設有透明有機玻璃蓋板22。水上設備包括超聲波波形顯示器16、可攜式電腦18，水密探頭1探得的信 號經過CPU8處理後，經視頻線15傳輸至超聲波波形顯示器16顯示，經數據線 17接可攜式電腦18，便攜計算機18通過上位機軟體來控制連接水下設備，並 顯示波形、管理探傷數據信息。工作過程(1) 首先探明水下檢測部位的基本情況，如檢測對象的材質(如鋼、 銅等)和檢測對象表面情況，如粗糙度、海生物附著情況等；(2) 根據檢測對象基本情況，確定採取清理手段，清理被檢測對象表 面，如打磨。(3) 連接好整個探傷系統。(4) 根據檢測對象的材質和探傷的目的，選擇相應試塊和探頭，在陸 地上利用試塊調整探傷基本參數。(5) 下水前準備檢測；(6) 機器人或潛水員攜帶水下部分下水，潛到檢測對象處，將探頭緊 貼被檢測對面表面；(7) 水面人員操作遠程控制軟體，根據需要調整探傷參數(如衰減系 數等)；如果是水下機器人，操作控制機械手移動探頭。(8) 水面操作人員根據波形判斷缺陷，並可存儲記錄探傷檢測的波形 數據和探傷參數。(9) 檢測結束後，潛水員或水下機器人上浮。用清水衝洗水下部分， 擦乾殼體和探頭，儀器裝箱。本實施例中放置在水下的是實物設備，在水上根據水下設備傳輸的數據構 造了一臺同步的水上虛擬設備。不僅實現了水下設備波形和水面波形同源、同 步顯示，而且實現了超聲檢測數據波形圖形傳輸和探傷數據的存儲、傳輸路徑 分離，使用者可以根據需要保存探傷數據，解決了超聲檢測海量數據傳輸和保存的難題。同時，水上設備(虛擬的)與水下設備操作顯示同步、數據同源， 與目前國外的潛水員用水下超聲波探傷儀方案不同，不僅節約了一臺儀器，而 且使陸地上的超聲檢測專家不用潛水就可以代替潛水員進行水下探傷，大大提 高了水下超聲檢測結果的可靠性。本實施例採用新型深水水密插座20、 24，解決了穿越儀器殼體電纜的密封 問題；設計了遠程虛擬設備面板，在計算機上操作虛擬面板，遠端的水下設備 同步執行與真實面板同樣的動作，實現了設備的遠程控制。可攜式電腦18的上 位機軟體能夠運用資料庫管理檢測對象信息、檢測人員信息、儀器參數、探傷 數據，自動生成檢測報告並將檢測波形加入檢測報告中，並能夠列印、存儲和 管理檢測報告。本實施例能夠在渾水水域使用。探頭的水密性能能夠承受100米水深壓力。
權利要求
1.一種基於ROV的水下數字超聲波探傷儀，其特徵在於所述探傷儀由水上設備和水下設備構成，二者之間通過通信電纜連接，其中水下設備包括水密探頭、超聲信號發射接收電路，水上設備包括超聲波波形顯示器，水密探頭探得的信號由超聲信號發射接收電路傳輸至超聲波波形顯示器顯示。
2. 根據權利要求1所述的一種基於R0V的水下數字超聲波探傷儀，其特徵在於水下設備的主體為一封閉殼體，殼體內部設置超聲信號發射接收電路、 模數轉換電路，以及由CPU、存儲器和通信接口組成的數字超聲波信號處 理系統，其中超聲信號發射接收電路通過電纜與位於殼體外部的水密探頭 連接，超聲信號發射接收電路通過模數轉換電路接CPU, CPU的通信接 口通過通信電纜接超聲波波形顯示器。
3. 根據權利要求2所述的一種基於R0V的水下數字超聲波探傷儀，其特徵在於所述數字超聲波信號處理系統接有液晶顯示屏。
4. 根據權利要求2所述的一種基於R0V的水下數字超聲波探傷儀，其特徵在於所述殼體上設有透明有機玻璃蓋板。
5. 根據權利要求1所述的一種基於ROV的水下數字超聲波探傷儀，其特徵在 於水上設備還包括計算機，計算機通過上位機軟體來控制連接水下設備， 並顯示波形、管理探傷數據信息。
全文摘要
本發明涉及水下檢測領域，具體涉及一種基於水下機器人(ROV)的水下數字超聲波探傷儀，該探傷儀由水上設備和水下設備構成，二者之間通過通信電纜連接，其中水下設備包括水密探頭、超聲信號發射接收電路，水上設備包括超聲波波形顯示器，水密探頭探得的信號由超聲信號發射接收電路傳輸至超聲波波形顯示器顯示，該裝置便於潛水員攜帶、獲取圖像質量高、成本低，能夠保證目視檢測質量、檢測速度，低成本，適應於渾水等各種水域。
文檔編號G01N29/04GK101256172SQ200810034150
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月29日 優先權日2008年2月29日
發明者張文瑤, 王小偉, 趙興群 申請人:中國人民解放軍91872部隊上海研究室