一种旋转轴表面裂纹在线检测系统及检测方法

摘要

本发明涉及一种旋转轴表面裂纹在线检测系统及检测方法，所述的检测方法包括以下步骤：激光频率控制器根据轴的转速，控制激光脉冲发射的频率；将空气耦合接收探头放置在与激光超声激发源周向90度位置和轴向共线的位置，接收激光激发的周向超声波和轴向超声波；运用信号处理方法提取轴向和周向超声信号的特征值，并判断裂纹存不存在以及严重程度，当判断某一位置存在裂纹时，计算机自动存储裂纹的位置和接收的时刻，并做出轴向和周向超声信号的时间-幅值-位置的三维图形，可视化旋转轴该位置处的裂纹状况。本发明能够无损、非接触、远距离、在线检测旋转轴的裂纹状况，能够快速确定裂纹的横向、纵向形态和位置，检测精度高。

主权项

一种旋转轴表面裂纹在线检测系统，用于检测被检测轴表面裂纹，其特征在于：包括脉冲激光器、频率控制装置、激光束调制光路、激光扫描单元、轴向空气耦合接收探头、周向空气耦合接收探头、轴向位置编码器、周向位置编码器、信号处理电路及计算机；所述脉冲激光器发出的激光经所述频率控制装置、激光束调制光路、激光扫描单元调节后照射在被检测轴上，形成激光入射点，定义该点处的轴表面法线为a；所述周向空气耦合接收探头对应被检测轴上的测量点一，用于检测在同一个轴面上的平行于轴线的裂纹；所述测量点一与所述激光入射点在同一轴横截面上，且所述测量点一处的轴表面法线b⊥a，所述周向空气耦合接收探头与法线b的夹角为α，其中，式中，c_air为超声波在空气中的传播速度，c_w为超声波在轴中的传播速度；所述轴向空气耦合接收探头对应被检测轴上的测量点二，用于检测垂直于轴向的裂纹；所述测量点二与所述激光入射点在同一条平行于轴心的线上；定义测量点二处的被检测轴表面法线为c，所述轴向空气耦合接收探头与法线c的夹角也为α；所述周向位置编码器与所述周向空气耦合接收探头相连，用于确定测量点一的随时间变化的位置；所述轴向位置编码器与所述轴向空气耦合接收探头相连，用于确定测量点二的随时间变化的位置。