[發明專利]一種帶溫度補償的陣列超聲探傷方法與系統

有效

• 申請號: 201010270216.1
• 申請日: 2010-09-02
• 公開（公告）號: CN101943680A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 韋崗;梁永麟;譚梁鐫;曹燕
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01D3/028
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種帶溫度補償的陣列超聲探傷系統，其特征在于包括超聲波換能器陣列、發射模塊、接收模塊、測溫電路和控制模塊；控制模塊分別與發射模塊、接收模塊、測溫電路連接；發射模塊和接收模塊分別與超聲波換能器陣列連接，發射模塊用于驅動超聲波換能器陣列發射超聲波，接收模塊用于接收和處理回波信號；所述超聲波換能器陣列由多個超聲波探頭組成，超聲波換能器陣列采用二維的面形結構；所述測溫電路包括數字式溫度傳感器，用于測量環境的溫度和被測工件的溫度，再把所測得的溫度數據發送到控制模塊；所述控制模塊根據測溫電路測得的溫度數據對聲速作修正，并利用超聲波換能器陣列測得缺陷的大致區域和精確位置。

2.根據權利要求1所述的帶溫度補償的陣列超聲探傷系統，其特征在于，在超聲波換能器陣列的平面上，陣元呈行列平行分布；所述發射模塊包含若干個與超聲波換能器陣列相連的發射單元，每個發射單元均由順次連接的波形緩存器、D/A轉換器和高頻功率放大器組成；所述接收模塊包含若干個與超聲波換能器陣列相連的接收單元，每個接收單元均由順次連接的程控放大器、濾波檢波器、A/D轉換器和采樣緩存器組成。

3.根據權利要求1或2所述的帶溫度補償的陣列超聲探傷系統，其特征在于，所述控制模塊包括存儲單元、運算單元和控制單元，存儲單元中存有缺陷數據庫和各種工件在不同溫度下的聲速理論關系函數；所述運算單元接收測溫電路所測得的兩組溫度數據并加權平均得到實際溫度，再結合實際溫度，調用存儲單元中的溫度和被測工件內聲速的理論關系函數，計算被測工件內聲速的準確值；運算單元還根據設定的幅度閾值，利用超聲波換能器陣列行列預掃描的回波信號判斷是否存在缺陷，當存在缺陷時，則計算缺陷的大致區域；所述控制單元首先控制超聲波換能器陣列分別按行和按列對被測工件進行預掃描，當存在缺陷時，再根據缺陷所在的大致區域計算每個陣元發射波的幅度和延時，控制每個陣元的發射來完成集中掃描，獲得發射波與缺陷反射回波之間的時延，控制單元還根據集中掃描獲得的缺陷反射回波搜索存儲單元中的缺陷數據庫，判斷缺陷的實際大小和形狀，控制單元同時控制運算單元，根據聲速的準確值和發射波與缺陷反射回波之間的時延計算缺陷的精確位置。

4.一種帶溫度補償的陣列超聲探傷方法，其特征在于采用測溫電路對聲速作修正，采用二維面形結構的超聲波換能器陣列得到缺陷的大致區域，進而用波束成形技術發射動態聚焦和偏轉的超聲波以得到微小缺陷的精確位置，以及采用與缺陷數據庫對照的方法，從而得到缺陷的大小、形狀信息。