一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统及其使用方法

1.一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，包括支架，其特征在于，所述支架中间设有运送铝合金预拉伸板（13）的输送辊道（14），支架中间还安装有工作试块组（15），且与输送辊道（14）水平平行；在输送辊道（14）上方的支架上安装有上滑动块，在输送辊道（14）下方的支架上安装有下滑动块，上滑动块连接上位探头支座（6），所述上位探头支座（6）的底端面安装有上位涡流电导率探头（9），下滑动块连接下位探头支座（7），所述下位探头支座（7）的上端面安装有下位涡流电导率探头（10）；所述上位涡流电导率探头（9）与上位涡流电导率仪（20）连接，下位涡流电导率探头（10）与下位涡流电导率仪（21）连接；
所述上位探头支座（6）安装有牛眼万向球（8），且牛眼万向球（8）与上位涡流电导率探头（9）安装在同一端面；下位探头支座（7）安装有牛眼万向球（8），且牛眼万向球（8）与下位涡流电导率探头（10）安装在同一端面;
所述支架为龙门架（1）；支架的一端还安装有电气柜（11）；所述上滑动块包括上位轨道（2）和与上位轨道（2）匹配的上位伸缩机械臂（4）；所述下滑动块包括下位轨道（3）和与下位轨道（3）匹配的下位伸缩机械臂（5）；所述上位伸缩机械臂（4）末端安装有上位探头支座（6），所述下位伸缩机械臂（5）末端安装有下位探头支座（7）；所述电气柜（11）上还设有人机界面（12）；电气柜（11）两端通过上位履带式线缆（18）、下位履带式线缆（19）分别与上位涡流电导率仪（20）、下位涡流电导率仪（21）连接。
2.根据权利要求1所述的铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，其特征在于：所述龙门架（1）的入口处还安装有激光传感器（16）和旋转编码器（17），对应连接电气柜（11）。
3.根据权利要求1所述的铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，其特征在于：所述上位涡流电导率探头（9）、下位涡流电导率探头（10）均为脉冲式涡流探头。
4.根据权利要求3所述的铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，其特征在于：所述脉冲式涡流探头的频率为50kHz-100kHz。
5.根据权利要求1所述的铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，其特征在于：所述上位涡流电导率探头（9）和下位涡流电导率探头（10）与铝合金预拉伸板（13）表面的距离为
0.25mm-1.5mm。
6.根据权利要求1所述的铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，其特征在于： 所述工作试块组（15）由2-4块电导率试块组成。
7.根据权利要求1所述的铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，其特征在于：还包括用于校准工作试块组（15）的实验室试块组（22）；所述实验室试块组（22）由6块电导率试块组成。
8.如权利要求1 7任一项所述的铝合金预拉伸板电导率值的检测系统的使用方法，其~
特征在于：包括以下具体步骤：
第一步，建立提离-温度抑制数据库；
第二步，在设备中输入铝合金预拉伸板材的几何尺寸、合金牌号、合金状态及电导率验收上下限信息；
第三步，根据现场温度，设置系统温度补偿，现场温度为5℃ 40℃，当进行系统校准时~
温度为20℃±1℃，当现场温度与校准温度有差异时启动温度补偿程序进行补偿，温度补偿程序在温度恒定的空间中让仪器和工作试块组（15）静置30分钟以上，然后使用电导率仪读取工作试块组（15）上的电导率数值，获取补偿系数；
第四步，将上位涡流电导率探头（9）和下位涡流电导率探头（10）移动到附近无导电物质的区域进行标定；
第五步，将上位涡流电导率探头（9）和下位涡流电导率探头（10）移动到工作试块组（15）上进行标定；
第六步，将上位涡流电导率探头（9）和下位涡流电导率探头（10）移动到铝合金预拉伸板（13），对铝合金预拉伸板的上表面、下表面进行连续栅格式扫描；所述栅格式扫描的目的是采集板材横向上的电导率值，具体方法为在栅格的横向，每间隔5mm-100mm采集一个电导率数据点；在栅格的纵向，每间隔20mm-600mm采集一排横向的电导率数据点，纵向移动过程中停止采集电导率数据点；所述横向为通过与上位轨道（2）和下位轨道（3）分别匹配的上位涡流电导率探头（9）、下位涡流电导率探头（10）移动进行扫描；所述纵向为通过输送辊道（14）支撑并驱使铝合金预拉伸板（13）沿着纵向移动；所述栅格式扫描的过程中每隔15分钟需在工作试块组（15）上进行一次标定。

一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统及其使用方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及铝合金检测技术，尤其是涉及铝合金预拉伸板电导率值的检测系统及其使用方法。\n背景技术\n[0002] 固溶淬火处理是航空用铝合金预拉伸板的重要工序。目前，使用辊底式淬火炉对航空铝合金轧制板进行固溶淬火处理是国内外铝合金轧制品制造商的首选。但是，固溶淬火工序不良将会导致灾难性的后果。例如，辊底式淬火炉淬火区的某些喷嘴堵塞将导致铝合金预拉伸板某些区域淬火不足。淬火不足的区域在淬火过程中不能使强化相完全地固溶到铝合金基体中。这导致这些淬火不足的区域在时效处理后获得的硬度低于淬火充分的区域，称为“软点”。为了保证给用户提供高均匀最终性能的航空铝合金预拉伸板材，航空铝合金制造企业急需一种检测铝合金预拉伸板软点的检测技术。\n[0003] 航空工业认可使用电导率涡流方法检测可热处理铝合金的合金状态。而且，铝合金的硬度值已经与电导率值建立了密切的关系。因此，使用电导率涡流方法探测铝合金预拉伸板是否存在软点是非常可靠的。\n[0004] 使用载有交变电流的探头接近铝合金表面时，由于线圈交变磁场的作用，在铝合金表面和近表面感应出旋涡状电流。铝合金中的涡流又产生自己的磁场反作用于线圈，这种反作用大小可有效地表征铝合金表面和近表面的电导率值。\n[0005] 现有的技术方案中通常是使用便携式电导率涡流仪在铝合金预拉伸板上取点测量电导率值。具体要求是：在整块板材上横向每间隔100mm，纵向上每隔600mm测量一个点的电导率值，将整块板材的电导率值记录下来。单块铝合金预拉伸板的电导率最大值和最小值的差值应小于1.5%IACS。这种电导率涡流检测方法需操作员将探头平面平整地放置在被检测板材表面上，测量时探头表面与被检测板材表面必须是完全接触的。这种方法的缺点为（1）测量完整块铝合金预拉伸板的电导率数值后，还需要花大量时间对数据进行处理后才能了解整块板材的电导率值分布情况；（2）操作过程耗费大量人力和时间，而且检测精度受操作人员的熟练程度和专注程度影响；（3）难以实现对板材的下表面进行测量。辊底式淬火炉是目前航空用铝合金板固溶淬火处理的首选设备；使用辊底式淬火炉对铝板淬火时，位于板材上、下两个表面的喷嘴同时向板材的上下表面喷水高压水对板材进行冷却；喷嘴故障可能发生在位于板材上表面的喷嘴，也可能发生在位于板材下表面的喷嘴。因此，铝合金板的上、下两个表面的淬火均匀性都必需使用电导率方法进行检查。使用手动取点式电导率检测方法检测铝合金板材下表面的淬火情况，则需要将铝合金板悬空进行检测；在这种工作环境下不但会影响检测准确性，而且带来安全隐患。\n发明内容\n[0006] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统及其使用方法，本发明采用的测量系统可以采集大量板材的电导率数据，工作效率高，降低安全隐患，且能自动生成整块板材上表面、下表面的电导率值分布图谱，省时省力。\n[0007] 为实现上述目的本发明采用的技术方案如下：\n[0008] 一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，包括支架，其特征在于，所述支架中间设有运送铝合金预拉伸板的输送辊道，支架中间还安装有工作试块组，且与输送辊道水平平行；在输送辊道上方的支架上安装有上滑动块，在输送辊道下方的支架上安装有下滑动块，上滑动块连接上位探头支座，上位探头支座的底端面安装有上位涡流电导率探头，下滑动块连接下位探头支座，下位探头支座的上端面安装有下位涡流电导率探头；所述上位涡流电导率探头与上位涡流电导率仪连接，下位涡流电导率探头与下位涡流电导率仪连接。\n[0009] 本发明的工作原理为：打开电气柜后，将上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头先与工作试块组进行校准后，移动到铝合金预拉伸板上、下表面对铝合金预拉伸板，然后通过与上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头分别连接的上位涡流电导率仪和下位涡流电导率仪对铝合金预拉伸板进行电导率检测。\n[0010] 本发明中，进一步地说明，所述上位探头支座安装有牛眼万向球，且牛眼万向球与上位涡流电导率探头安装在同一端面；下位探头支座安装有牛眼万向球，且牛眼万向球与下位涡流电导率探头安装在同一端面。与现有技术相比较，设置安装有牛眼万向球，不仅能够防止上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头因为与铝合金预拉伸板距离过近而被损坏，且能够在铝合金预拉伸板接触牛眼万向球后还能在牛眼万向球的滚动中继续进行移动。\n[0011] 本发明中，进一步地说明，所述支架为龙门架；支架的一端还安装有电气柜；所述上滑动块包括上位轨道和与上位轨道匹配的上位伸缩机械臂；所述下滑动块包括下位轨道和与下位轨道匹配的下位伸缩机械臂；所述上位伸缩机械臂末端安装有上位探头支座，所述下位伸缩机械臂末端安装有下位探头支座；所述电气柜上还设有人机界面；电气柜两端通过上位履带式线缆、下位履带式线缆分别与上位涡流电导率仪、下位涡流电导率仪连接。\n通过上述的设置结构能更好的实现上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头能在铝合金预拉伸板上、下表面移动；且通过在电气柜上还设有人机界面能更方便的控制和设置相关的命令。\n[0012] 本发明中，进一步地说明，所述龙门架的入口处还安装有激光传感器和旋转编码器，对应连接电气柜。采用在龙门架的入口处安装激光传感器，探测铝板进入检测区域和离开检测区域的时间点。采用在龙门架的入口处安装旋转编码器，测量铝合金预拉伸板纵向的移动距离。\n[0013] 本发明中，进一步地说明，所述上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头均为脉冲式涡流探头。采用该种探头能增加检测的精准度，减少误差。\n[0014] 本发明中，进一步地说明，所述脉冲式涡流探头的频率为50kHz-100kHz。\n[0015] 本发明中，进一步地说明，所述上位涡流电导率探头和下位涡流电导率探头与铝合金预拉伸板表面的距离为0.25mm-1.5mm。能够避免直接与铝合金预拉伸板接触，防止损坏上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头。\n[0016] 本发明中，进一步地说明，所述工作试块组由2-4块电导率试块组成；当选用2块电导率试块时，第1块的电导率数值为29.0±5.0%IACS；第2块的电导率数值为42.0±5.0%IACS；当选用3块电导率试块时，第1块的电导率数值为16.0±5.0%IACS；第2块的电导率数值为29.0±5.0%IACS；第3块的电导率数值为42.0±5.0%IACS；当选用4块电导率试块时，第\n1块的电导率数值为16.0±5.0%IACS；第2块的电导率数值为29.0±5.0%IACS；第3块的电导率数值为42.0±5.0%IACS；第4块的电导率数值为60.0±5.0%IACS。设置工作试块组的目的是对设备定时进行标定，以确保从检测系统读取的电导率值的准确性；选用2块电导率试块组成工作试块组可以满足使用本发明所述系统完成电导率检测的基本需求；如需扩大电导率检测数值的检测范围，可以灵活选择添加更多的电导率试块组成工作试块组。\n[0017] 本发明中，进一步地说明，还包括用于校准工作试块组的实验室试块组；所述实验室试块组由6块电导率试块组成；第1块的电导率数值为6.7±2.0%IACS； 第2块的电导率数值为18.2±2.0%IACS； 第2块的电导率数值为25.7±2.0%IACS；第3块的电导率数值为37.4±2.0%IACS；第4块的电导率数值为44.7±2.0%IACS；第5块的电导率数值为59.0±2%IACS；\n第6块的电导率数值为42±2%IACS。在工作试块组处于工厂工况下，电导率值可能随时间产生变化，为了保障电导率检测的准确性，定期使用实验室试块组的作用是对工作试块组进行校准，校准时间间隔小于120天；校准的方法是将校准工作试块组和实验室试块组静置与同一温度环境下至少3小时，然后使用实验室试块组标定上位涡流电导率探头和上位涡流电导率仪；此时，将上位涡流电导率探头移动到工作试块组的第一块试块的上表面，将读取的电导率数值标记在这块试块上并写上校准日期，按照该方法校准其他试块的上表面，完成工作试块组所有试块上表面的电导率值校准后，对工作试块组所有试块的下表面使用下位涡流电导率探头与下位涡流电导率仪重复上述校准步骤。\n[0018] 一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统的使用方法，包括以下具体步骤：\n[0019] 第一步，建立提离-温度抑制数据库；\n[0020] 第二步，在设备中输入铝合金预拉伸板材的几何尺寸、合金牌号、合金状态及电导率验收上下限信息；\n[0021] 第三步，根据现场温度，设置系统温度补偿，现场温度为5℃-40℃，当进行系统校准时温度为20℃±1℃，当现场温度与校准温度有差异时启动温度补偿程序进行补偿，温度补偿程序在温度恒定的空间中让仪器和工作试块组静置30分钟以上，然后使用电导率仪读取工作试块组上的电导率数值，获取补偿系数；\n[0022] 第四步，将上位涡流电导率探头和下位涡流电导率探头移动到附近无导电物质的区域进行标定；\n[0023] 第五步，将上位涡流电导率探头和下位涡流电导率探头移动到工作试块组上进行标定；\n[0024] 第六步，将上位涡流电导率探头和下位涡流电导率探头移动到铝合金预拉伸板，对铝合金预拉伸板的上表面、下表面进行连续栅格式扫描；所述栅格式扫描的目的是采集板材横向上的电导率值，具体方法为在栅格的横向，每间隔5mm-100mm采集一个电导率数据点；在栅格的纵向，每间隔20mm-600mm采集一排横向的电导率数据点，纵向移动过程中停止采集电导率数据点；所述横向为通过与上位轨道和下位轨道分别匹配的上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头移动进行扫描；所述纵向为通过输送辊道支撑并驱使铝合金预拉伸板沿着纵向移动；所述栅格式扫描的过程中每隔15分钟需在工作试块组上进行一次标定。\n[0025] 本发明与现有技术相比较，具有的有益效果为：\n[0026] 1、发明公开了一种连续式测量铝合金预拉伸板电导率值的系统及其使用方法。本发明在测量铝合金预拉伸板的电导率值时，上、下位涡流电导率探头始终与铝合金预拉伸板间保持0.25mm 1.50mm的距离，从而保证自动化检测过程中上、下位涡流电导率探头不与~\n板材表面产生摩擦，防止损坏上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头。\n[0027] 2、本发明采用的测量系统可以采集大量铝合金预拉伸板的电导率数据，工作效率高，降低安全隐患，本发明所述检测系统可以自动完成铝合金预拉伸板上、下两个表面的电导率检测并自动记录检测结果，并生成被检测铝合金预拉伸板上、下两个表面的电导率扫描图谱，省时省力；技术员可以通过电导率扫描图谱直观地了解整块被检测铝合金预拉伸板的电导率数值分布情况。\n[0028] 3、本发明采用在上位探头支座和下位探头支座均安装有牛眼万向球，不仅能够防止上位涡流电导率探头、下位涡流电导率探头因为与铝合金预拉伸板距离过近而被损坏，且能够在铝合金预拉伸板接触牛眼万向球后还能在牛眼万向球的滚动中继续进行移动，保证检测系统继续进行电导率的检测工作。\n[0029] 4、本发明的检测系统的使用方法灵活，操作简单、易懂，能依据工作需要采取温度补偿，定时对工作试块组上进行标定，从而提高电导率仪读取的数据准确度。\n附图说明\n[0030] 图1为本发明检测系统的主视图；\n[0031] 图2为本发明检测系统的右视图；\n[0032] 图3为本发明检测系统的局部示意图；\n[0033] 图4为本发明检测系统的局部放大示意图；\n[0034] 附图标记为：龙门架1、上位轨道2、下位轨道3、上位伸缩机械臂4、下位伸缩机械臂\n5、上位探头支座6、下位探头支座7、牛眼万向球8、上位涡流电导率探头9、下位涡流电导率探头10、电气柜11、人机界面12、铝合金预拉伸板13、输送辊道14、工作试块组15、激光传感器16、旋转编码器17、上位履带式线缆18、下位履带式线缆19、上位涡流电导率仪20、下位涡流电导率仪21、实验室试块组22。\n具体实施方式\n[0035] 以下通过具体实施例对本发明作进一步详述。本发明并不局限于下述的具体实施方式。\n[0036] 实施例1：\n[0037] 一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统，包括龙门架1、铝合金预拉伸板13和输送辊道14，输送辊道14用于支撑并驱使铝合金预拉伸板13沿着纵向移动，龙门架1设置有与上位轨道2匹配的上位伸缩机械臂4和与下位轨道3匹配下位伸缩机械臂5；上位伸缩机械臂\n4末端安装有上位探头支座6，且上位探头支座6的底端面安装有牛眼万向球8和上位涡流电导率探头9；上位探头支座6安装有牛眼万向球8，且牛眼万向球8与上位涡流电导率探头9安装在同一端面；上位涡流电导率探头9、下位涡流电导率探头10均为脉冲式涡流探头；脉冲式涡流探头的频率为50kHz，上位涡流电导率探头9和下位涡流电导率探头10与铝合金预拉伸板13表面的距离为0.25mm；下位伸缩机械臂5末端安装有下位探头支座7，且下位探头支座7的上端面安装有牛眼万向球8和下位涡流电导率探头10；下位探头支座7安装有牛眼万向球8，且牛眼万向球8与下位涡流电导率探头10安装在同一端面；龙门架1的一侧安装有电气柜11，电气柜11上设有人机界面12；龙门架1中间还安装有由2块电导率试块组成的工作试块组15；电气柜11两端通过上位履带式线缆18、下位履带式线缆19分别与上位涡流电导率仪20、下位涡流电导率仪21连接；龙门架1的入口处安装有激光传感器16和旋转编码器\n17；还包括用于校准工作试块组15的由6块电导率试块组成的实验室试块组22。\n[0038] 本发明的工作原理为：打开电气柜11后，将上位涡流电导率探头9、下位涡流电导率探头10先与工作试块组15进行校准后，移动到铝合金预拉伸板13上、下表面对铝合金预拉伸板13，然后通过与上位涡流电导率探头9、下位涡流电导率探头10分别连接的上位涡流电导率仪20和下位涡流电导率仪21对铝合金预拉伸板13进行电导率检测。\n[0039] 一种铝合金预拉伸板电导率值的检测系统的使用方法，包括以下具体步骤：\n[0040] 第一步，建立提离-温度抑制数据库；\n[0041] 第二步，在设备中输入铝合金预拉伸板材的几何尺寸、合金牌号、合金状态及电导率验收上下限信息；\n[0042] 第三步，根据现场温度，设置系统温度补偿，现场温度为5℃ 40℃，当进行系统校~\n准时温度为20℃±1℃，当现场温度与校准温度有差异时启动温度补偿程序进行补偿，温度补偿程序在温度恒定的空间中让仪器和工作试块组15静置30分钟以上，然后使用电导率仪读取工作试块组15上的电导率数值，获取补偿系数；\n[0043] 第四步，将上位涡流电导率探头9和下位涡流电导率探头10移动到附近无导电物质的区域进行标定；\n[0044] 第五步，将上位涡流电导率探头9和下位涡流电导率探头10移动到工作试块组15上进行标定；\n[0045] 第六步，将上位涡流电导率探头9和下位涡流电导率探头10移动到铝合金预拉伸板13，对铝合金预拉伸板的上表面、下表面进行连续栅格式扫描；所述栅格式扫描的目的是采集板材横向上的电导率值，具体方法为在栅格的横向，每间隔5mm-100mm采集一个电导率数据点；在栅格的纵向，每间隔20mm-600mm采集一排横向的电导率数据点，纵向移动过程中停止采集电导率数据点；所述横向为通过与上位轨道2和下位轨道3分别匹配的上位涡流电导率探头9、下位涡流电导率探头10移动进行扫描；所述纵向为通过输送辊道14支撑并驱使铝合金预拉伸板13沿着纵向移动；所述栅格式扫描的过程中每隔15分钟需在工作试块组15上进行一次标定。\n[0046] 实施例2：\n[0047] 工作原理与实施例1相同，不同点为脉冲式涡流探头的频率为100kHz，上位涡流电导率探头9和下位涡流电导率探头10与铝合金预拉伸板13表面的距离为1.5mm；由4块电导率试块组成的工作试块组15，第1块的电导率数值为16.0±5.0%IACS；第2块的电导率数值为29.0±5.0%IACS；第3块的电导率数值为42.0±5.0%IACS；第4块的电导率数值为60.0±\n5.0%IACS。\n[0048] 实施例3：\n[0049] 工作原理与实施例1、2相同，不同点为脉冲式涡流探头的频率为80kHz，上位涡流电导率探头9和下位涡流电导率探头10与铝合金预拉伸板13表面的距离为1.0mm；由3块电导率试块组成的工作试块组15，第1块的电导率数值为16.0±5.0%IACS；第2块的电导率数值为29.0±5.0%IACS；第3块的电导率数值为42.0±5.0%IACS。\n[0050] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。