齿轮自动化检测
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齿轮电子束焊接C扫描解决方案

一. 检测要求
检测要求:检测下图中红色标记处电子束焊接质量
 
图1


 
图2


二. 设备名称、规格型号
设备名称:超声波 C 扫描成像系统
规格型号:BSN-C0505W
数 量:1
生产厂家:北京北极星辰科技有限公司
设备照片:




 
图3:超声波主机及运动控制器照片

 
图4:C扫水槽照片

 
图5:水槽内转盘照片

三.检测原理
1.检测原理
超声 C 扫描成像检测系统的一个核心部件是由压电陶瓷晶片和透镜构成的水浸点聚 焦探头,点聚焦探头的压电陶瓷在高压窄脉冲的激励下,产生短的声脉冲,随后这些声脉 冲被声透镜聚焦在一起,超声 C 扫描成像检测系统的也称这个水浸点聚焦探头为”换能器”。
超声波 C 扫描成像技术可以一次同时扫描被检工件的不同深度层,从而可以完整地 观测到工件内部缺陷(如分层缺陷在不同层面上的分布情况)。该技术是分析材料多层结构 分布的最重要的无损检测方法,可以很好地探测出空洞、分层和水平裂纹.
2. 本齿轮的检测方法
我们将把齿轮放在图5所示的转盘上,探头由齿轮内孔进入,探头方向垂直于孔内壁

四.C扫特点
 超声水浸C扫描成像检测系统采用全水浸耦合方式,利用高频超声波,无损、高精细、高灵敏度的检测焊接质量,生成可视化的检测图像结果,进行直观图形显示和评估。
根据工件形状、尺寸,系统提供四轴运动机构及专用尺寸的水槽机械。系统提供相应超声C扫设置参数,让c扫检测图像更逼真。具体功能如下:
(1)自动显示缺陷图像,缺陷大小和形状一目了然
(2)自动统计缺陷大小、坐标、面积及缺陷面积百分比
(3)A、B、C、D扫描像显示并存储
(4)实现检测结果的断层CT扫描:通过B扫、C扫、D扫的综合扫描,实现层析扫描,清晰分析每层状况,每层切片可薄至0.1mm;同时扫描所有层,大大提高探伤效率



















五.可达到的检测效果
1. 把探头置于内孔,探头发射方向垂直于内壁(也是垂直与焊接面),c扫成像展开图如图6,图中所示红色和白色为缺陷。  
图6














2. 如果焊缝余高磨平,并且焊接宽度大于2mm,有时可不将探头置于齿轮内孔,而是探头发射方向垂直于磨平的外焊接面,扫查图像为环形,如图7所示:

 
图7

六.技术参数
1)  系统自由度:4 轴(X、Y 、W轴,Z 轴为手动)
2)  系统的有效扫描范围:500mm×500mm×400mm
3) 系统耦合方式:水浸耦合
4) 检测通道:单通道
5) 系统 C 扫描信号采集和运动自动控制:
6) 超声 C 扫描数据处理与存储采用 PC 机(台式机或者笔记本),使用 LAN 网口与超声波发 射/接收模块连接,采集和处理已经数字化的超声波信号。
6) 使用并口或者 USB 接口与步进电机控制器连接,用于控制三轴运动。
7) 超声波发射/接收模块: 采用网口,超声脉冲发射/接收与 A/D 一体化。
8) 具体性能指标如下:
0.5-20MHz 带宽(-3dB 带宽)
3 个可选宽带带通滤波器,匹配不同频率的水浸聚焦探头:
频带 1: 0.2 ~ 1 MHz ,
频带 2: 0.5 ~ 4 MHz ,
频带 3: 2 ~ 20 MHz
9) 0-110 dB 增益
多种增益步长供用户选择,还有更加灵活的用户自定义步长模式
0.2/0.5 / 1 / 2 / 6 / 12 dB 为调节步长,0 dB 时锁定增益
6.5~20 dB 自定义步长范围
10)  检波方式:射频 ,全波 ,正半波,负半波
11) 阻尼可选
低(50 Ohm)、高(500 Ohm)
根据用户需要可扩展成 4 种阻尼可选:50 Ohm,75 Ohm,150 Ohm,500 Ohm 12)彩色编码显示等业内所有辅助软件功能。
13) UT 发射器
脉冲发射器包括 2 种类型模式
完全数字化可控的方波脉冲 (脉冲宽度和电压范围比其他公司调节范围宽,并且无级的 连续可调)
脉冲宽度 20 ~ 1000 ns,10ns 步长,连续可调
电压幅度 20 ~ 500 V,10V 步长,连续可调 尖脉冲强度:低(70 V)、高(500 V)
14) 脉冲重复频率:20 ~ 1K Hz 自动调节
15) 触发、闸门及信号特征值 触发模式:软件控制(手动和自动模式),外部输入。
闸门高度(阈值控制):程序可控 1~100%全屏
闸门数量:2 个独立闸门(闸门起点,宽度和高度完全可控) 信号特征采集:实时完全特征采集(包含信号幅度和位置)
16)实时信号特征 触发到界面(第一个回波)检测
最大峰值(闸门内)位置:峰值位置(飞渡时间)检测 第一个峰值(闸门内)位置:JIS 前沿的峰值位置(飞渡时间)检测
(闸门内)第一个峰值前的阈值时间:JIS 前沿检测
(闸门内)最大峰值前的阈值时间:前沿检测
(闸门内)峰值幅度检测
(闸门内)第一个峰值幅度:JIS 前沿的峰值幅度检测 信号幅度电压分辨率大于等于 10 位
TOF 分辨率 10ns A/D 转换器
17) 分辨率:10 位低功耗 A/D 转换器(最高采样率 105M 采样点/s)
18) 补偿控制:程序控制 10 位 DAC
19) 采样率至少包含:100M,50M,25M  采样/sec
20) 采样内存:256KB,SRAM
22) 最大波形采样长度:不低于 256KB 采样
23) 软件主要功能如下:
24) 全中文操作系统
实时 A-、B-、C-、扫描及图像显示、存储。 25) 幅度、TOF(渡越时间)C-扫描结果
26) 实时幅度、TOF 以及测厚数字显示;
27) 动态随动门槛,C-扫描修正;
28)  C-扫描图像的光顺化处理
29) A—扫描波形上能够实时显示
(1)任意点波高
(2)任意位置厚度及 TOF 信息
(3)任意两点的厚度差值及 TOF 差值
30) 单向或双向扫描;
31) X-Y 坐标、幅度-位置坐标、幅度-时间坐标扫描/画图;
32) C 扫描自动统计缺陷大小、坐标、面积及面积百分比。
33) 实时 B 扫描,直接由原始 A 波形生成 B 扫描。
34) 可实现检测结果的断层扫描。
35) 可存储全波形文件,并可方便修改门槛及增益设置,重新生成 C 扫描图像。
36) 扫查结果能够方便转化成易于阅读数据格式文件。
37) .收发模块的性能指标
垂直线性误差:≤3%
水平线性误差:≤0.2%
灵敏度余量:>60dB (200Φ2 平底孔)
分辨力:>30dB
动态范围:≥30dB 电噪声电平:<20%
频带:0.2 MHz ~ 20MHz,包括 3 个宽带。 采样频率:基于硬件的实时采样频率,100MHz。
增益:0.0 dB ~ 110.0dB。步进值:0.2、0.5、1.0、2.0、6.0dB、12.0dB。0.0dB 档可锁定,阻尼:50Ω、75Ω、150Ω、500Ω。
(电压 20V  ~ 500V,脉冲宽度 20ns~1000ns)尖脉冲(发射 强度:高、中、低)。
脉冲重复频率:20Hz ~ 1000Hz,自动调节。
探测范围:1 mm~10000mm(钢纵波),连续可调,最小步进值 0.1mm。
材料声速:100 m/s~20000m/s,连续可调。内置 7 个常用的材料声速值。
显示延时:-5μs~3400μs。 探头延时:0μs ~ 100μs。 工作方式:单晶、双晶、透射。
测量模式:闸门内脉冲波的前沿、峰值。 检波方式:全波、负半波、正半波、射频。
抑制:0% ~ 90%,抑制连续可调,抑制的打开,不影响 C 扫描系统的垂直线性等指标
环境温度:0℃~ 55℃

七 系统的主要工艺流程
A. 系统启动:计算机对系统的所有部件进行自检后,自动校准系统坐标,并对各部件进行复位,进入就绪等待状态;
B. 工件装载:将被测工件装载于检测工装;
C. 设置超声主机:根据测试需要,选择合适的探头,通过对比试块调整探伤仪参数,并保存超声波设置文件;
D. 设置扫描路径:根据工装轮廓,输入工件的扫描路径、扫描速度、精度等参数,设置完成后,保存为扫描路径文件;
E. 执行扫描计划:选择所需要的超声波设置文件、扫描路径文件后,执行扫描计划。
八.配置清单

编号 名称 备注
1 超声波 C 扫主机 
2 超声 C 扫成像软件 Bsncscan3.0
3 计算机 联想
4 控制箱 
5 扫查运动机构(包括 XYZW 三轴)
X、Y、W自动化,Z 为手动 
6 支架(已包括底座) 长宽:500*500
7 水槽 有效扫查尺寸 500*500*400
材质为 304 不锈钢
8 C 扫水浸聚焦探头 5MHZΦ14
 


九、监造、监装、监运及检查

如需监装、监运及检查设备,买方可安排技术人员监装、监运。


十、提供的单证及技术资料

十一、产品包装及运输
1.包装:产品包装由卖方负责,卖方应按照国家相关货物包装执行标准对货物进行包装和 标记,以适应陆路/海路/航空运输及多次搬运、装卸和气候的变化,要求有良好的防潮、 防腐、防湿、防震等保护措施,由于包装不良造成质量问题由卖方负责,由此而产生的
费用也由卖方自负,包装物不回收。

2.运输及单据 国内运输由卖方负责

十二、交货


交 货 期: 款到后 120 天 交货地点:北京 

交货方式:陆运 卖方在合同生效后指定时间内将产品送至买方指定地点,在运送过程中出现的损毁灭失风险由卖方负责。
设备运至现场后,买方将对货物的质量、规格、性能、数量和重量等进行检验,并出具验收报告。如发现设备的质量、规格或数量或三者都与合同不符,买方有权拒收设备

十三、保管

设备运至现场前,卖方负责产品的保管义务。设备运至现场验收合格后,保管义务由买方 承担。

十四、安装及安全
按买方指定的地点进行安装及调试,操作人员必须经过专业的培训方能进行操作和使用。

十四、货物检验及验收
1、出厂验收:设备出厂前,制造商必须在厂内进行运转调试,经过各项性能测试合格后, 出具出厂检测报告;交货前,卖方应对设备的质量、规格、性能、数量和重量进行详细 全面检验。

2、到货验收:设备运抵指定地点后,买卖双方按照合同对设备的供货范围、数量和外观等 进行验收,并签署到货验收报告。
3、验收过程中,如果卖方提供货物不符合合同规定,卖方免费予以解决,并且买方有权拒 收货物。

十五、培训
    卖方免费对需方的技术、操作、维修人员进行为期不少于 2 个工作日的设备使用、维护、修理等技术培训,使被培训人员达到“懂原理、懂性能、懂结构、懂用途,会操作、会保养”,培训应有文本教材。

十六、质量保证期限

质量保期限:1 年
十七、售后服务
为了更好的服务于买方,卖方提供技术支持服务热线电话  010-62410403   ,买 方可以从售后服务得到及时有效的电话支持。工程师将及时响应技术问题。
 

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