一种材料劣化性能检测系统、方法、设备及介质与流程

专利2025-08-06  23


本发明涉及无损检测领域,特别是涉及一种材料劣化性能检测系统、方法、设备及介质。


背景技术:

1、针对火灾爆炸事故现场设备材料劣化性能检测的新挑战,围绕火灾爆炸事故现场设备材料损伤模式评估,直接影响火灾爆炸事故精准溯源。

2、国际上,利用单一的微磁信号(如巴克豪森噪声、涡流等)间接表征力学性能的方法,已得到了充分验证。例如“sorsaa,santa-aho s,wartiainenj,et al.effect of shotpeening parameters to residual stress profiles and barkhausen noise[j].journal of nondestructive evaluation,2018,37(1):10.”、“ding s,tian g,sutthaweek ul r.non-destructive hardness prediction for 18crnimo7-6 steel based onfeature selection and fusionofmagneticbarkhausennoise[j].ndt&einternational,2019,107(oct.):102138.1-102138.8.”,针对材料试样的表面硬度和残余应力进行了无损表征。但目前面向材料屈服强度、冲击功的微磁无损检测研究报道极少,尤其针对火灾爆炸现场设备材料劣化的微磁检测系统需要特殊设计。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种材料劣化性能检测系统、方法、设备及介质,能够快速检测火灾爆炸现场设备材料的劣化性能。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、一种材料劣化性能检测系统,包括:旋转轴、三轴导轨、滑动平台、多磁参数传感器、周向动力单元、卡盘以及计算机控制显示界面;

4、所述旋转轴的一端通过a轴方向运动执行模块与周向动力单元相连接;所述旋转轴的另一端连接所述卡盘;所述旋转轴上设有被测材料,所述被测材料由所述卡盘固定;所述被测材料由所述a轴方向运动执行模块带动周向旋转;

5、所述三轴导轨与所述滑动平台固定连接,且所述三轴导轨与所述滑动平台之间设有所述旋转轴,所述三轴导轨上设有所述多磁参数传感器;所述三轴导轨带动所述多磁参数传感器沿着三轴方向运动,所述多磁参数传感器用于对所述被测材料进行巴克豪森噪声、切向磁场强度、增量磁导率以及多频涡流的多磁参数检测,提取多项磁参量;所述三轴导轨包括x轴方向运动执行模块、y轴方向运动执行模块以及z轴方向运动执行模块;

6、所述多磁参数传感器与所述计算机控制显示界面相连接,所述计算机控制显示界面用于根据多项磁参量确定所述被测材料的劣化性能,并显示磁参量成像图。

7、可选的,所述三轴导轨,具体包括:脉冲控制伺服放大器、交流伺服电机、丝杠、编码器、光栅尺、连动支架、传感器连接杆以及夹具;

8、所述脉冲控制伺服放大器,与所述编码器以及所述交流伺服电机相连接,用于放大脉冲信号;

9、所述编码器用于将放大后的脉冲信号转换为步距角,并将所述步距角输入至所述交流伺服电机,带动所述交流伺服电机转动;

10、所述交流伺服电机,与x轴方向运动执行模块、y轴方向运动执行模块以及z轴方向运动执行模块相连接,用于根据所述放大后的脉冲信号以及所述步距角带动所述多磁参数传感器移动;

11、所述连动支架用于连动x轴方向运动执行模块、y轴方向运动执行模块以及z轴方向运动执行模块;

12、所述传感器连接杆的一端连接所述y轴方向运动执行模块,所述传感器连接杆的另一端连接所述多磁参数传感器;

13、所述光栅尺用于检测位移检测信号;

14、所述夹具,设于所述多磁参数传感器的探头上,用于调整所述探头的距离所述被测材料的高度。

15、可选的,还包括:上位机系统;

16、所述上位机系统包括数据采集卡、运动控制卡以及嵌入式控制器;

17、所述数据采集卡和所述运动控制卡通过总线和所述嵌入式控制器通信;

18、所述数据采集卡,用于将脉冲信号转换成数字信号;

19、所述运动控制卡,用于将放大后的脉冲信号传送给电机驱动器,以及将所述位移检测信号输入至所述计算机控制显示界面中;所述电极驱动器用于根据放大后的脉冲信号驱动所述交流伺服电机;所述计算机控制显示界面还用于根据所述位移检测信号调整所述三轴导轨的位置。

20、可选的,还包括:伺服控制箱;

21、所述伺服控制箱,与所述脉冲控制伺服放大器相连接,用于发出脉冲信号以及接收所述光栅尺和所述编码器的反馈信息,以实现开环控制、闭环控制和半闭环控制。

22、可选的,还包括:数据采集装置;

23、所述数据采集装置用于控制数据之间的转换、采集和传输;所述数据包括多项磁参量、脉冲信号、数字信号、放大后的脉冲信号以及位移检测信号。

24、可选的,所述计算机控制显示界面,具体包括:数据处理系统;

25、所述数据处理系统用于根据扫描范围、轴向速度、旋转轴步长计算成像所需矩阵维度,并在轴向每行扫描完成后,将所述多项磁参量中的每项磁参量生成一维数组传输至成像矩阵的对应行,确定所述被测材料的劣化性能,生成磁参量成像图。

26、一种材料劣化性能检测方法,包括:

27、通过卡盘将被测材料固定在旋转轴上;

28、通过三轴导轨调整多磁参数传感器的水平方向以及垂直方向;

29、设置运动参数以及数据采集卡的采集参数;所述采集参数包括触发方式、采样长度以及采样频率;

30、按照所述采集参数,根据所述运动参数控制所述多磁参数传感器沿着轴向运行,对所述被测材料进行巴克豪森噪声、切向磁场强度、增量磁导率以及多频涡流的多磁参数检测,提取多项磁参量;

31、控制旋转轴带动所述被测材料进行周向方向旋转,根据所述多项磁参量确定所述被测材料的劣化性能,并显示磁参量成像图。

32、一种材料劣化性能检测方法,包括:

33、通过卡盘将被测材料固定在旋转轴上;

34、通过三轴导轨调整多磁参数传感器的水平方向以及垂直方向;

35、设置运动参数以及数据采集卡的采集参数;所述采集参数包括触发方式、采样长度以及采样频率;

36、控制旋转轴带动所述被测材料进行360°旋转,并控制所述多磁参数传感器沿着轴向运行,对所述被测材料进行巴克豪森噪声、切向磁场强度、增量磁导率以及多频涡流的多磁参数检测,提取多项磁参量;

37、根据所述多项磁参量确定所述被测材料的劣化性能,并显示磁参量成像图。

38、一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述方法的步骤。

39、一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

40、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明通过设置周向动力单元以及旋转轴带动由卡盘固定的被测材料周向旋转并设置三轴导轨以及滑动平台带动多磁参数传感器沿着三轴方向运动,所述多磁参数传感器用于对所述被测材料进行巴克豪森噪声、切向磁场强度、增量磁导率以及多频涡流的多磁参数检测,提取多项磁参量,再有计算机根据所述多项磁参量确定所述被测材料的劣化性能,显示磁参量成像图,从而快速检测火灾爆炸现场设备材料的劣化性能。


技术特征:

1.一种材料劣化性能检测系统,其特征在于,包括:旋转轴、三轴导轨、滑动平台、多磁参数传感器、周向动力单元、卡盘以及计算机控制显示界面;

2.根据权利要求1所述的材料劣化性能检测系统,其特征在于,所述三轴导轨,具体包括:脉冲控制伺服放大器、交流伺服电机、丝杠、编码器、光栅尺、连动支架、传感器连接杆以及夹具;

3.根据权利要求2所述的材料劣化性能检测系统,其特征在于,还包括:上位机系统;

4.根据权利要求2所述的材料劣化性能检测系统,其特征在于,还包括:伺服控制箱;

5.根据权利要求1所述的材料劣化性能检测系统,其特征在于,还包括:数据采集装置;

6.根据权利要求1所述的材料劣化性能检测系统,其特征在于,所述计算机控制显示界面,具体包括:数据处理系统;

7.一种材料劣化性能检测方法,其特征在于,所述材料劣化性能检测方法应用于权利要求1-6任一项所述的材料劣化性能检测系统,所述材料劣化性能检测方法包括:

8.一种材料劣化性能检测方法,其特征在于,所述材料劣化性能检测方法应用于权利要求1-6任一项所述的材料劣化性能检测系统,所述材料劣化性能检测方法包括:

9.一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求7-8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求7-8中任一项所述方法的步骤。


技术总结
本发明提供了提供一种材料劣化性能检测系统、方法、设备及介质,涉及无损检测领域,系统包括:旋转轴过A轴方向运动执行模块与周向动力单元相连接,另一端连接所述卡盘;旋转轴上设有被测材料,由卡盘固定;被测材料由A轴方向运动执行模块带动周向旋转;旋转轴设于所述三轴导轨与所述滑动平台之间,三轴导轨上设有所述多磁参数传感器;三轴导轨带动多磁参数传感器沿着三轴方向运动,以对被测材料进行巴克豪森噪声、切向磁场强度、增量磁导率以及多频涡流的多磁参数检测,提取多项磁参量;计算机控制显示界面根据多项磁参量确定所述被测材料的劣化性能,显示磁参量成像图。本发明能够快速检测火灾爆炸现场设备材料的劣化性能。

技术研发人员:马义来,孟祥吉,陈金忠,张洋,白鹏程,熊治坤,田正
受保护的技术使用者:中国特种设备检测研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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