高压开关触头水浸超声自动检测装置及其应用

　　纵览众多的无损检测技术,超声无损检测浸液法以其波稳定、探头不易磨损(即非接触测量)、对工作表面质量无严格要求和易于实现自动化而受到肯定和广泛接纳。伴随着电子技术、计算机技术的飞速发展,使该检测中的自动化、智能化和图象化从技术上得以实现,确保了各种扫描技术的有效实施。

　　本文研制的高精度、高效率和高稳定性的超声水浸自动扫描装置,作为整个系统的重要组成部分,直接影响系统的检测精度和效率,是该系统推向实用化、实现在线检测的关键。该仪器有效地解决了高低压开关触头钎焊质量的在线检测问题,实现了开关电器产品的质量控制。

　　1 水浸超声成像系统整体方案

　　该系统由PC586计算机、A型超声探伤仪、高速多功能超声图象卡、数控三维水浸扫描装置、高分辨率显示器、彩色喷墨打印机和专用软硬件组成,如图1所示。该系统涉及到计算机软硬件技术、超声无损检测技术与评价技术、超声成像技术、现代信号分析与处理技术、数字图象处理技术、人工智能模式识别技术、精密仪器设计技术和数控技术等多项先进技术,充分体现了系统集成化的思想。同时,相对独立开发的各个子系统,又以其独立性而体现出模块化的思想。

　　2 高压开关触头水浸超声自动检

　　测装置的组成及工作原理该装置是针对检测中、小钎焊件的焊接界面质量而设计的,主要由计算机、步进电机驱动卡、驱动源及驱动软件、超声仪,探头(传感器)、三维精密工作台、水箱、被测件和夹具等组成,如图2所示。

　　该装置在计算机的控制下,通过步进电机驱动源的驱动,按照事先设计好的方案,实现工作台水平运动和探头垂直运动,以获取所需信息。具体工作过程如图3所示。

　　2.1 硬件系统

　　硬件系统由数控水浸扫描仪、高速多功能超声图象卡、步进电机驱动卡、步进电机驱动源、监视器、打印机等组成。

　　(1)数控水浸扫描仪

　　该系统由x-y-z三维工作台、夹具、水箱及工件构成。工作原理为:步进电机在驱动源的驱动下,带动x-y向精密滑动丝杠转动,实现螺母(探头)的水平两维直线运动,对工件进行二维扫描;同时,带动z向齿轮旋转,通过齿轮、齿条的啮合,实现齿条(探头)的垂直运动,对工件进行自动聚焦。该装置精度高、运动灵活、运行可靠,根据检测对象的不同,其扫描精度、路径和速度可自动调整。夹具是检测系统中非常重要的部分,该系统的夹具是根据某厂高压开关触头钎焊缺陷检测而设计的,最大特点是可实现各种不同直径、不同高度同类工件的装夹,调整方便、复位准确。