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LUTS100 型激光超聲檢測(cè)設(shè)備介紹
一、設(shè)備概覽
LUTS100是西安增材制造國(guó)家研究院有限公司自主研發(fā)的一款適用于電弧焊接增材制造的激光超聲在線檢測(cè)設(shè)備。該設(shè)備采用脈沖激勵(lì)器與接收器、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、激勵(lì)與接收探頭等組成，可實(shí)現(xiàn)非接觸式 “逐層制造，逐層檢測(cè)”的功能；可識(shí)別增材制造過(guò)程中溫度梯度大、熔池凝固速度快導(dǎo)致的氣孔、裂紋等冶金缺陷；解決制件缺陷尺寸小，成形后大件、厚件難以實(shí)現(xiàn)高檢測(cè)分辨率的問(wèn)題。
該設(shè)備的核心組成部分為激光超聲檢測(cè)模塊，可根據(jù)用戶需求集成到增材制造設(shè)備、機(jī)床、機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)模組等系統(tǒng)中，對(duì)航空、航天、兵器、汽車等領(lǐng)域的關(guān)鍵核心部件進(jìn)行自動(dòng)化掃描與缺陷檢測(cè)。
二、設(shè)備性能參數(shù)
表1 設(shè)備參數(shù)
項(xiàng)目 | 參數(shù) |
**檢測(cè)尺寸 | Ф1.5m×H1.0 m |
系統(tǒng)分辨率 | 近表面缺陷Ф0.1mm，2mm深度內(nèi)Ф0.4mm |
定位精度 | ±0.05mm |
檢測(cè)材料 | 鋁合金、不銹鋼、鈦合金、高溫合金以及復(fù)合材料等 |
**功率 | 10W |
產(chǎn)品尺寸 | 1.5m×1.5m×2m |
安裝空間 | 1.5m×2m×3m |
重量 | 500Kg |
環(huán)境要求 | 遠(yuǎn)離液體飛濺、無(wú)粉末灰塵 |
配套軟件 | 激光超聲檢測(cè)軟件 |
三、設(shè)備主體介紹
激光超聲檢測(cè)裝備分為兩種型號(hào)，LUTS100是與機(jī)器人系統(tǒng)集成后的激光超聲在線檢測(cè)系統(tǒng)；LUTSM為激光超聲檢測(cè)模塊，可與工業(yè)設(shè)備進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能。
（1）激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)（LUTS100）主要由高精度六關(guān)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人、脈沖激光器和接收器、激勵(lì)與接收探頭等部件組成。主要用于金屬焊接增材制造中進(jìn)行在線檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)“邊制造，邊檢測(cè)”的功能，也可用于制件制造完成后的離線檢測(cè)。
圖1 激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)
（2）激光超聲檢測(cè)模塊（LUTSM）主要由脈沖激光器、接收器、激勵(lì)與接收探頭等部件組成，可以將檢測(cè)探頭安裝在便于集成的工業(yè)設(shè)備例如激光金屬熔融成形設(shè)備（LMD）、工業(yè)機(jī)器人焊接設(shè)備等進(jìn)行制件檢測(cè)，也可將將該模塊安裝在光學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行材料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究。
圖2 激光超聲檢測(cè)模塊
三、軟件介紹
激光超聲檢測(cè)軟件系統(tǒng)為自主研發(fā)（已申請(qǐng)軟件著作權(quán)）的一款信號(hào)處理軟件，主要包括：信號(hào)采集模塊、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)成像模塊、數(shù)據(jù)管理等模塊。激光超聲檢測(cè)軟件界面可實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、信號(hào)處理參數(shù)設(shè)定、缺陷成像和檢測(cè)位置反饋等功能。
信號(hào)采集模塊：激光超聲波信號(hào)、檢測(cè)點(diǎn)溫度信號(hào)與檢測(cè)點(diǎn)位置信號(hào)采集等；
信號(hào)預(yù)處理：歸一化處理、去趨勢(shì)化處理、低通濾波處理等；
數(shù)據(jù)處理：時(shí)域分析、頻域分析、時(shí)頻分析等；
數(shù)據(jù)成像：A掃成像、B掃成像、C掃成像等；
數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)調(diào)用、材料數(shù)據(jù)庫(kù)模塊等，其中材料數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包含多種材料屬性，能夠滿足多種材料的檢測(cè)需求；
圖3 激光超聲在線檢測(cè)系統(tǒng)軟件
四、應(yīng)用范圍
（1） 工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域：航空、航天、兵器領(lǐng)域的葉片、渦輪盤等核心部件的缺陷檢測(cè)
（2） 原材料檢測(cè)：鋁合金、不銹鋼、鈦合金、復(fù)合材料的缺陷和材料性能檢測(cè)
（3） 檢測(cè)類型：電弧焊接增材制造過(guò)程在線檢測(cè)、增材制造過(guò)程在線檢測(cè)、涂層檢測(cè)
圖4 激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域
圖5 電弧焊接增材制造的激光超聲在線檢測(cè)系統(tǒng)
五、培訓(xùn)服務(wù)
表2 激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)培訓(xùn)
序號(hào) | 培訓(xùn)內(nèi)容 |
1 | 介紹激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)在工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用、激光超聲波的特點(diǎn)、激光超聲系統(tǒng)組成； |
2 | 激光超聲檢測(cè)原理介紹、激光激發(fā)原理介紹（熱彈機(jī)制與燒蝕機(jī)制）、激光接收原理介紹； |
3 | 掃描類型與數(shù)據(jù)顯示的介紹：A掃、B掃、C掃成像原理以及不同位置、類型缺陷B掃圖像特征介紹； |
4 | 設(shè)備操作介紹，激光器特點(diǎn)、接收器參數(shù)設(shè)置以及操作注意事項(xiàng)； |
5 | 設(shè)備安裝，實(shí)驗(yàn)操作步驟詳細(xì)介紹。 |
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