一 概述

本系統(tǒng)是我司合作單位為中車(chē)某車(chē)輛廠定制開(kāi)發(fā)的一套火車(chē)輪軸檢測(cè)系統(tǒng),，采用超聲相控陣技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)軸卸荷槽、輪座,、齒輪箱座等部位的全覆蓋檢測(cè),。為滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)使用的需要,，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)便、可移動(dòng)的半自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),，可將探傷架移動(dòng)到輪對(duì)所在位置進(jìn)行探傷,。

系統(tǒng)主要部分由機(jī)械部分、超聲相控陣儀器部分,、上位機(jī)電腦及軟件組成,，下面對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

二 機(jī)械部分

機(jī)械部分由移動(dòng)式龍門(mén)架,、探頭夾具及工具小車(chē)構(gòu)成,，龍門(mén)架設(shè)計(jì)為可移動(dòng)式，裝有四個(gè)輪子,，可移動(dòng)到位置并鎖定,。探頭夾具安裝在龍門(mén)架上，可沿水平和垂直方向移動(dòng),，帶有彈力耦合機(jī)構(gòu)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(shí)安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器,，以獲得探頭掃查的周向位置,。工具小車(chē)用于承載控制箱、水箱,、上位機(jī)電腦及相控陣儀器，可隨龍門(mén)架一起移動(dòng),。

三 相控陣儀器部分

相控陣儀器部分采用了一臺(tái)CTS-PA22X儀器,，配置為32：128通道相控陣，不搭配常規(guī)通道,。連接一個(gè)32陣元線(xiàn)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(gè)編碼器接口,，其中一個(gè)接口與探頭夾具上的編碼器連接,，以獲得探頭掃查時(shí)的周向位置，并傳送給上位機(jī)軟件,。

四 上位機(jī)電腦及軟件

視現(xiàn)場(chǎng)需要,，上位機(jī)電腦采用筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)電腦,、工控機(jī)電腦均可,，本系統(tǒng)為移動(dòng)方便,，采用了一臺(tái)ASUS筆記本電腦，配備千兆網(wǎng)卡,，i7 CPU,，4G內(nèi)存，1T硬盤(pán),。

輪軸探傷軟件采用C++開(kāi)發(fā),，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)socket與CTS-PA22X儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shù)調(diào)節(jié)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(fā)送過(guò)來(lái)的圖像數(shù)據(jù)貼圖，A型波直接根據(jù)接收到的A型數(shù)據(jù)連線(xiàn)繪圖即可,。C掃圖需要稍做處理,，截取扇掃圖相應(yīng)深度數(shù)據(jù)做投影，再依據(jù)數(shù)據(jù)包內(nèi)嵌的周向編碼器讀數(shù),，畫(huà)到C掃圖像相應(yīng)位置,。參數(shù)調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)也很簡(jiǎn)單，將輸入?yún)?shù)格式化為一條命令字符串,，再發(fā)送給CTS-PA22X儀器即可,。由于CTS-PA22X儀器已經(jīng)完成了扇掃、A型波,、法則計(jì)算等功能,，大大降低了軟件開(kāi)發(fā)的工作量，整個(gè)輪軸相控陣探傷軟件開(kāi)發(fā)及調(diào)試只花了一個(gè)半月時(shí)間,。

五 總結(jié)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)軸卸荷槽,、輪座、齒輪箱座等部位的相控陣全覆蓋檢測(cè),，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用,，具有操作簡(jiǎn)單、可移動(dòng)性強(qiáng),、調(diào)試方便,、性能穩(wěn)定、易于維護(hù)等特點(diǎn),，獲得了用戶(hù)高度認(rèn)可,，目前已在中車(chē)某廠通過(guò)驗(yàn)收并投入使用。

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