[發明專利]一種基于超聲TOFD的近表面缺陷識別方法

無效

• 申請號: 200910311663.4
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101839895A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 遲大釗;剛鐵;姚英學;周安;沙正驍;劉凱;汪金海
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/07
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及超聲波無損檢測領域，具體涉及一種基于超聲TOFD法的表面及近表面缺陷的識別技術。

背景技術

超聲衍射時差法，簡稱超聲TOFD(Time?of?Flight?Diffraction)法，是一種基于接收缺陷端部的衍射信號對缺陷進行定位定量測量的無損檢測手段，適合于大厚度的焊縫結構缺陷的檢測。同時，超聲TOFD法存在著對近表面缺陷及深度較淺的表面開口缺陷不敏感的技術問題。為了解決這一問題，學術論文1：張銳等，超聲衍射一回波渡越時間方法焊縫裂紋原位定量無損估計，機械工程學報，2000，36(5)：54~57，中提出了超聲TOFD和脈沖回波相結合的檢測方法，該項技術有效提高對近表缺陷的識別，但需要附加檢測設備。解決這一技術問題的另一思路是采用信號及圖像處理技術對常規TOFD法檢測結果進行處理，提取近表面缺陷信號，并對其實施定量測量。在學術論文2：Chi?Dazhao?et?al，Background?removal?andweld?defect?detection?based?on?energy?distribution?of?image，(基于能量分布的圖像背景去除和缺陷識別)China?Welding，2007，16(1)：14~18中提出了一種基于能量分布背景去除的近表面缺陷測量方法，通過濾除與近表面缺陷混疊的側向波，提取近表面缺陷信號并對其進行定量測量。該方法提高了近表面缺陷的辨識能力，但是側向波的抑制效果受被檢測工件的表面狀態影響很大，當各測點信號中側向波時基抖動以及能量幅度變化較大時，該方法存在側向波抑制不完全或損傷近表面缺陷信號的問題。在中國知網刊登的學位論文1：遲大釗，基于超聲TOFD法的焊縫缺陷表征研究，哈爾濱工業大學，2008：49~58，中提出了自適應濾波技術，在不損傷近表面缺陷信號的前提下，有效地抑制了TOFD法檢測結果中的側向波，提高了側向波抑制的適應性，但該方法計算過程復雜，且耗時長。

發明內容

本發明為解決常規超聲TOFD對近表面缺陷及深度較淺的表面開口缺陷不敏感的問題，以及現有硬件技術需要附加檢測設備，軟件技術數據處理過程復雜，耗時長，同時存在對側向波抑制不完全及損傷近表面缺陷信號的問題。提供一種基于超聲TOFD的近表面缺陷識別方法。

本發明的方法為：

步驟一：根據被檢測體的厚度及探頭的折射角度，調整發射探頭與接收探頭之間的距離，對被檢測體進行A掃描，獲得A掃描信號；

步驟二：根據步驟一獲得的A掃描信號，對被檢測體進行D掃描，獲得D掃描圖像；

步驟三：根據步驟一獲得的A掃描信號，對被檢測體進行B掃描，獲得B掃描圖像；

步驟四：根據步驟二獲得的D掃描圖像和步驟三獲得的B掃描圖像，對被檢測體的缺陷進行定位測量，獲得被檢測體的缺陷的長度和埋藏深度；所述的被檢測體的缺陷的埋藏深度h為：

h=2d-(vt2)2-S2]]>

式中，d為被檢測體厚度；S為二分之一探頭間距；v為超聲波在被檢測體中的傳播速度；t為超聲波在被檢測體中的傳播時間；

所述A掃描信號中包含四路聲波，第一路聲波為側向波也稱直達波，第二路為一次底面反射波，第三路為缺陷衍射波，第四路為三次反射波，其中所述缺陷衍射波和三次反射波的傳輸路徑為“W”形；

所述缺陷衍射波是指：所述發射探頭發射出的縱波經被檢測體底面反射到達被檢測體的缺陷端部并發生衍射產生衍射波，所述衍射波再次經被檢測體底面反射后形成的波；

所述三次反射波是指：發射探頭發射的縱波經被檢測體底面反射到達被檢測體的上表面，然后被所述上表面反射后再次經被檢測體底面反射后形成的波。