>> 熱管工質(zhì)非接觸超聲檢測-美女扒開粉嫩尿口漫畫-亞洲精品久久蜜臀AV色欲メイリン モデルコレクション メイ 陳建元 2006-10-16 15:49:57 摘要　 本文主要介紹脈沖激光激發(fā)超聲波、電磁傳感器檢出方案。討論熱管工質(zhì)液位檢測問題。試圖解決一些聲耦合困難，大批量生產(chǎn)過程中的在線檢測問題。由于激發(fā)信號較強(qiáng)，回波信噪比高，測試穩(wěn)定。 關(guān)鍵詞　 激光超聲　熱管 untouching measurement of the liquid altitude in heat transmission tube chen jianyuan (south-east university 210096) abstract this paper mainly presents the method of laser ultarsonic exciting and emat detecting. the problem of liquid altitude measurement in heat transmission tube is discussed. we try to solve some problems about series measurement in producing,meeting with the ultarsonic coupling difficulty.because of the larger exciting energy, the s/n of back wave is high,and the measurement is steady. key words laser-ultrasonic heat transmission tube 1　引言 熱管是一種內(nèi)部裝有液體工質(zhì)兩端密封的管子。當(dāng)熱管直立時(shí)，下部五分之二左右充滿液體工質(zhì)，上部接近真空，只有飽和液體蒸汽。目前Zui大量生產(chǎn)的普通熱管是裝有水的無縫鋼管。熱管是近些年來發(fā)展起來的高效導(dǎo)熱器件，生產(chǎn)量很大，急需質(zhì)量控制方法。決定熱管質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)是熱管工質(zhì)的液面高度。我們的研究主要是真對這種普通熱管而進(jìn)行的。 液體工質(zhì)本身的重量只占總重量的10%左右，當(dāng)用總體稱重方案時(shí)，由于生產(chǎn)工藝的限制，鋼管本身的重量差異遠(yuǎn)大于液面高度測量允許誤差對應(yīng)的重量，所以往往得不出確切的判斷。 由于使用環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，出于對人身安全的考慮，操作者也不愿意采用射線方案。另外液體對射線的吸收不大，在圖像分辨上很勉強(qiáng)。熱管外壁上有許多不太規(guī)則的散熱片，也是限制許多垂直于軸線探測方案的重要因素。從直立著的熱管下端順軸線向上發(fā)射超聲波測量液面高度的方案可以避開以上諸多缺點(diǎn)，可以確切地反應(yīng)液柱高度。接觸式超聲脈沖回波檢驗(yàn)法，要求超聲探頭與熱管下端進(jìn)行良好的聲學(xué)耦合，但在大量生產(chǎn)的熱管全檢過程中，出于工藝成本考慮，這一點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)。為此我們研究了非接觸式脈沖激光激發(fā)電磁超聲波檢出方案。非接觸式對熱管下端外表面的形狀和粗糙度不作嚴(yán)格要求，所以可用于生產(chǎn)線成品檢驗(yàn)。圖1是熱管示意圖。 圖1　熱管示意圖 1　密封鋼球　2　散熱片 3　液面　4　工質(zhì) 2　基本原理 當(dāng)脈沖激光作用于金屬表面時(shí)，由于局部熱膨脹，以及迅速熔融汽化產(chǎn)生近于爆炸的效應(yīng)，在金屬中激發(fā)出應(yīng)力波，從而產(chǎn)生超聲脈沖。超聲脈沖通過熱管壁傳到工質(zhì)液柱底部，縱波延軸線向上傳到上表面又反射回底部。檢測出兩脈沖間隔時(shí)間便可推算出液柱高度。 在本研究中，采用電磁聲換能器(emat )作為非接觸式超聲振動檢出裝置。因?yàn)殡姶怕晸Q能器的效率比壓電換能器低，所以應(yīng)用并不廣泛。但它不須耦合劑和適用于對粗糙表面的檢測。因此在本研究中很有價(jià)值。電磁聲換能器是由線圈和強(qiáng)磁場組成，當(dāng)磁場平行于被測測表面時(shí)，傳感器對縱波靈敏。結(jié)構(gòu)如圖2所示。 圖2　非接觸式脈沖激光激發(fā)電磁超聲檢出原理圖 圖3　系統(tǒng)框圖 對于超聲脈沖測距的原理無需在本文中贅述，但本課題中存在鋼管壁延軸向的反射波和液柱延軸向反射波的區(qū)分問題。當(dāng)用人眼在示波器上觀測時(shí)，可以明顯發(fā)現(xiàn)其規(guī)律性，用計(jì)算機(jī)判讀時(shí)應(yīng)輸入管長信息。對于一般熱管測量，在質(zhì)量合格的工質(zhì)液柱高度范圍內(nèi)，回波信號位置變化區(qū)間，不出現(xiàn)管壁回波干擾。 3　實(shí)驗(yàn)裝置 圖3為系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)包括脈沖激光發(fā)生器、接近覺傳感器，交流放大器、crt顯示器以及單片微機(jī)控制與輔助判斷裝置。接近覺傳感器以渦流傳感原理工作，渦流傳感器與超聲脈沖檢測共用一個(gè)線圈，在多路開關(guān)作用下輪流工作。交流放大器是隔離放大器，輸入端做限幅處理。由于在本應(yīng)用對象中，熱管工質(zhì)的液柱高度一般大于15cm，所以不必片面追求Zui小探測盲區(qū)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，光脈沖持續(xù)時(shí)間約為0.5μs，能量約0.5j。圖4為信號檢測部分的結(jié)構(gòu)示意圖，該部分與激光器之間通過石英光纖束柔性連接耦合。這樣設(shè)計(jì)是為了減少現(xiàn)場劇烈的沖擊振動對固體激光器工作的影響，也便于檢測部分損壞后的更換。 系統(tǒng)的標(biāo)定是用上端開口的熱管，以便改變液位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在0.15～1.50m水柱測量區(qū)間，對于水柱高度測量的綜合誤差小于3mm。由于鋼管內(nèi)水柱高度不容易直接測準(zhǔn)，所以標(biāo)準(zhǔn)水柱的設(shè)置引入較大的誤差。圖5為φ30×1500碳鋼熱管，液位高500mm條件時(shí)的信號波型。在710μs處出現(xiàn)工質(zhì)液面反射波，在640μs處出現(xiàn)鋼管反射波。(局部展寬) 圖4　信號檢測部分的結(jié)構(gòu)示意圖 1　熱管　2　環(huán)型磁體　3　檢測線圈　4　鐵心　5　反射鏡　6　光纖束　7　聚焦透鏡　8　固體激光器 圖5　信號波形 工作過程如下：渦流傳感器檢測到熱管底部進(jìn)入工作區(qū)(激光聚焦區(qū))后，由計(jì)算機(jī)控制部分發(fā)出信號，在計(jì)算機(jī)控制下多路開關(guān)切向脈沖檢測交流放大器，啟動脈沖激光器，發(fā)出一個(gè)激光脈沖，激發(fā)信號和回波信號都以a超型式顯示在crt上，回波信號同時(shí)被計(jì)算機(jī)采集，分析，當(dāng)信號不正常時(shí)，重復(fù)上述過程，確認(rèn)后報(bào)警。之后進(jìn)入接近傳感檢測方式，等待已檢測熱管的移出和下一只熱管的移入。 4　結(jié)束語 我們對激光超聲振動檢測方案也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并得到同樣的測量結(jié)果?？紤]到采用電磁聲換能器(emat )作為非接觸式超聲振動檢出裝置的設(shè)備成本要低得多，維護(hù)也簡單，所以對本方案進(jìn)行了較多的研究。實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)工業(yè)中雜散鐵削較多，應(yīng)定期消除附著在電磁檢測部分的鐵削。 作者單位： 陳建元　(東南大學(xué)　儀器科學(xué)與工程系　南京　210096) 參考文獻(xiàn) 1　美國無損檢測學(xué)會編.美國無損檢測手冊.世界圖書出版公司，1996. 2　王其生，陳建元.一種新型動態(tài)檢測鋼管壁厚系統(tǒng).高技術(shù)通訊，1995，8.