[發明專利]用于相控陣超聲儀的換能器基元故障檢測的方法和系統

有效

• 申請號: 201010117392.1
• 申請日: 2010-03-01
• 公開（公告）號: CN101846743A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·?，數?/a>;邁克爾·杜拉米
• 申請（專利權）人: 奧林帕斯NDT公司
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

1.一種在具有多個換能器基元的超聲相控陣儀中檢測換能器基元故障的方法，包括：

向所述相控陣系統中的換能器基元施加超聲脈沖；

根據在預定時間周期內從各個換能器基元獲得的響應信號讀數，分別計算各個換能器基元的能量水平；

注意因基元故障導致的一個或多個換能器基元中下降的能量水品；和

根據基元的能量水平，將能量水平下降的基元中的任何一個識別為有故障基元。

2.根據權利要求1所述的方法，包括：

通過將有故障基元的能量水平與其它換能器基元感應的能量水平進行比較，識別所述有故障基元。

3.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

施加所述超聲脈沖，作為所述相控陣儀的正常操作的一部分。

4.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

獲得所述響應信號，作為所述相控陣儀的正常操作的一部分。

5.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

通過獲得所述能量水平的一階導數和獲得所述能量水平的斜率的凹部，識別所述下降的能量水平。

6.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

通過獲得所述能量水平的二階導數并評估所述二階導數中的任何一個是否滿足或者超過預定閾值，識別所述下降的能量水平。

7.根據權利要求1所述的方法，進一步包括，通過以下方式識別基元故障：

獲得所述能量水平的一階導數，進一步獲得基元的能量水平的斜率中的凹部，并進一步確定與給定凹部相關聯的第一基元索引號；

獲得所述能量水平的二階導數，評估所述二階導數中的任何一個是否滿足或者超過預定閾值，進一步確定與滿足或者超過所述預定閾值的能量水平的二階導數相關聯的第二基元索引號；和

如果所述第一索引號等于所述第二索引號減一，則進一步確定與所述第一基元索引號相關聯的基元是有故障的。

8.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

識別和選擇出現能量水平下降的時間周期。

9.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

重復地采樣所述能量水平，以包括發生能量水平下降的時間周期。

10.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

通過識別基元i處的能量E(i)和期望能量E_e之間大的差異，識別能量水平的下降，其中，在直接相鄰的基元的能量E(i-1)和E(i+1)之間劃一條直線，并且，E(i-1)和E(i+1)之間的線與基元i的豎線相交時的相交值提供期望的能量E_e。

11.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

通過在超聲相控陣操作的完整過程中的多個所述預定時間周期內獲得每個換能器基元中的能量最大值，識別所述能量水平的下降；和

進一步識別至少一個換能器基元的能量最大值與其它換能器基元的能量水平最大值相比的下降。

12.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：

以避免基元盲區的方式識別所述能量水平的下降。

13.一種檢測具有多個換能器基元的超聲相控陣儀中的換能器基元故障的方法，包括：

向所述相控陣系統的換能器基元施加超聲脈沖，且施加的脈沖在基元間具有相移；

根據在預定的時間周期期間從各換能器基元獲得的響應信號讀數，分別計算各換能器基元的能量水平，并移除去除基元間的所述相移；

注意由于基元故障導致的一個或多個換能器基元中下降的能量水平；和

根據所述下降的能量水平將能量水平下降的任何一個基元識別為有故障基元。

14.一種檢測超聲相控陣儀的換能器基元故障的系統，包括：

相控陣換能器，具有能夠操作來由超聲信號提供脈沖并且接收響應信號的多個換能器基元；

能量計算器，能夠操作來計算在預定時間周期期間從各換能器基元接收的響應信號的能量水平；和

故障分析儀，能夠操作來識別換能器基元上接收的能量水平的下降，以識別有故障基元。

15.根據權利要求14所述的系統，其中，所述故障分析儀能夠操作來將有故障換能器基元的能量水平與剩余換能器基元上接收的能量水平進行比較。