Page 134 - 无损检测2024年第五期
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院企风采
力监测和计算软件系统构成。工控机及超声收发
卡之间通过网络数据传递信号，信号主要包括工
控机对收发卡的下行命令参数以及超声收发卡上
传的超声信号数据。由工控机和监测软件系统对
超声信号数据进行处理并形成各个通道的应力监
测数据。工控机及超声信号收发卡实物如图9所示。
图 7 超声滚压预置残余应力分布曲线
4 钢结构多通道超声服役应力监测系统
服役强度多通道超声监测系统主要由超声信 图 9 工控机及超声信号收发卡实物
号收发模块、继电器阵列通道切换模块、传感器
该检测系统所应用的超声探头为专门针对钢
及软件控制子系统等构成，其原理如图 8 所示。 结构设计的集成探头（见图 10）。探头内的楔块
其中通道切换功能通过工控机连接继电器控制卡
角度由钢结构的声速参数等综合确定，探头内的
对继电器阵列的信号控制，以及继电器切换开关 收发换能器也采用了集成化的压电材料结构。此
实现。
外该探头还具备磁吸结构，使用时可以贴合在试
件表面，从而减少了人为把持因素对检测结果的
影响。
图 8 多通道应力检测 / 监测系统原理示意
图 10 信号线及探头布置示意
软件系统实现系统参数设置、声弹性应力系
在开启结构动态应力监测之前需要配置好各
数标定、基准零应力声时标定、应力值的检测和 个通道的超声信号收发参数，如增益、采样范围、
监测等功能。系统参数设置功能满足对 32 路通
采样起点以及闸门参数等。监测系统的软件界面
道控制器、超声检测收发卡、材料温度检测器硬 如图 11 所示。基于多通道并行工作的思想，在
件设备开放参数的设置需要。应力系数标定功能
应力计算方面，该监测系统对多路信号采集、处
支持声弹性应力系数值手工录入或手工录入拉伸 理及分析做了专门的设置。考虑到不同通道的监
应力数值自动计算声弹性应力系数值。基准零应
测环境的微小差异以及被检试件材料和探头本身
力声时标定功能支持基准零应力声时的现场标定， 的差异，需要对多路信号收发系统设计独立的信
也可以实现远程数据库的网上标定。波形显示功
号采集参数。此外对于应力计算来说，互相关运
能支持时域信号波形图缩放和图形化方式选中信 算所截取的波形长度对于计算结果来说至关重要，
号波形范围。
因此每个通道的闸门参数也是独立设置的，这样
多通道结构应力监测系统主要由超声收发 便可以保证对于存在细微差距的各个通道 A 扫波
卡、工控机、超声信号线、超声探头等硬件及应 形可以适应性的截取计算。在准备工作做好之后
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2024 年 第46 卷 第5 期
无损检测
