发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供一种制氢炉管内壁蠕变裂纹超声原位自动检测系统，将压电换能器按一定方式排列成检测环固定于炉管周向用于检测炉管内壁蠕变裂纹，通过无线方式实现制氢炉管蠕变裂纹的检测及爬管机器控制，避免检测员对检测系统线缆及参数的过多操作，在解决炉管原位检测问题的同时降低检测成本，从而实现该类构件原位检测。

为了实现上述目的，本发明所述一种制氢炉管蠕变裂纹超声原位自动检测系统，该系统包括计算机、多通道超声系统控制电路、电机驱动板、空心杯电机、旋转电机、爬管机器、多通道压电换能器检测环、炉管。所述计算机与多通道超声系统控制电路通过无线网络双向传输信号；所述多通道超声系统控制电路与电机驱动板双向连接；所述电机驱动板与空心杯电机及旋转电机双向连接；所述空心杯电机与爬管机器机械连接；所述旋转电机与多通道压电换能器检测环机械连接；所述多通道超声系统控制电路与多通道压电换能器多通道单向连接；

所述多通道超声系统控制电路、电机驱动板、多通道压电换能器检测环及电机系统挂载于爬管机器，所述计算机布置于待测炉管旁任意位置，距离炉管50m范围内；

所述计算机负责通过无线发送检测指令、以及存储、处理、显示回波数据；检测指令为激励通道频率、重复频率、增益、采样率、采样时长、电机速度、加速度、减速度、脉冲个数的控制；

所述多通道超声系统控制电路由微处理单元、无线远程收发模块、电源模块、激励模块、接收模块、程控增益放大模块、采集模块、串口通信模块。所述电路模块均与微处理单元连接，其中所述无线、程控增益放大、采集、串口通信与微处理单元双向连接；所述电源模块输入来源于制氢炉提供的直流电源；

所述电机驱动板负责接收多通道超声系统控制电路串口信息并生成PWM波控制空心杯及旋转电机，接收两电机编码器反馈运动参数并通过串口发送至多通道超声系统控制电路；

所述爬管机器由爬行机构、电路系统、旋转结构、多通道压电换能器检测环组成，负责检测系统在制氢炉管外壁运动；

所述压电换能器检测环由多个压电换能器组成，压电换能器的数量为6个，分为一激一收两个一组共三组，固定于炉管周向用于向制氢炉管内壁裂纹辐射超声波，并接收经过炉管蠕变裂纹的透射回波信号；

一种制氢炉管内壁蠕变裂纹超声原位自动无损检测系统，该系统的工作流程按以下步骤进行：

步骤一、系统上电，多通道超声系统控制电路无线模块开启Wi-Fi进入客户端透传模式，计算机开启上位机软件建立服务器，系统电路按照预先设定好的IP地址和端口号与服务器连接，检测系统无线模式建立完毕；

步骤二、由计算机发送检测指令，检测指令通过计算机无线传输方式到达多通道超声系统控制电路后，由无线模块将指令传输给微处理单元，微处理单元根据检测指令中的激励、放大、采集、运动参数信息依次调节系统状态；

步骤三、微处理单元判断激励频率及激励重复频率信息、向场效应管驱动器发送相应脉冲，驱动场效应管导通双极性高压脉冲激励压电换能器辐射超声信号；

步骤四、在延时相对时长后，接收压电换能器收到透射波信号，在经过固定倍数运算放大器后，被微处理单元调控完毕的压控增益放大器接收，并由单端信号转换为差分信号，输入模数转换器，根据检测指令微处理单元向模数转换器发送对应频率时钟信号并采集输出并行数据；

步骤五、多通道超声系统控制电路中微处理单元将接收到的数据通过无线远程收发模块按照预先设定的IP地址和端口号向计算机发送回波信号数据，计算机将回波信号数据接收、存储并处理显示在上位机软件前面板；

步骤六、微处理单元在处理超声系统的同时，根据检测指令信息向串口模块发送运动指令，电机驱动板接收到串口信息后将指令转换为PWM波输出，控制空心杯电机在检测过程中的速度、加速度、减速度、路程、正反转以及旋转电机在系统运动至炉管顶端驱动检测环旋转度数和方向；

步骤七、在检测过程中，空心杯电机编码器按一定时间间隔将当前电机运转状态按照串口协议反馈至多通道超声系统控制电路，再由无线模块发送至计算机；

步骤八、爬管机器在检测指令控制下，由炉管下端运动至炉管上端并旋转一定角度，再由上端运动至下端，直至完成检测指令中全部通道的检测及数据存储，结束本次检测。

与现有技术相比较，本发明具有效果是：

1.本发明利用多通道检测环并旋转角度向炉管全周向辐射超声波实现了炉管内壁蠕变裂纹原位自动检测，检测可在停炉状态下实现一次一管全覆盖扫查，无需检测人员重复拆卸装置更换检测位置，也无需在检测过程中不断调整各个位置参数，大大降低检测复杂程度，提高了检测效率；

2.本发明采用无线方式进行检测指令和信号的传输，无需多余线缆增大爬管机器运动负担，检测过程可通过计算机全程远程控制，在必要情况下，可在爬管机器上挂载电池，实现零线缆爬管检测。

3.针对整炉停机质量检测成本较高情况，该系统极大提高检测效率解决了制氢炉管原位自动检测问题。