[發明專利]一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法及裝置

有效

• 申請號: 201310329169.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103412045A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 曹永超;彭雪蓮;楊長江;孫磊
• 申請（專利權）人: 北京時代之峰科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本發明涉及超聲波探傷術領域，具體而言，本發明涉及一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法及裝置。

背景技術

超聲相控陣技術是近年來無損檢測領域的研究熱點。通過對超聲陣列換能器中各個陣元施加獨立的相位控制，可實現超聲聲束的聚焦和偏轉。它可以靈活地采用多種掃描方式進行檢測，具有檢測速度快，靈敏度、分辨力與信噪比高等特點，能檢測形狀復雜的物體。

在超聲相控陣檢測中，根據一定的聚焦法則，通過對超聲換能器陣列中的各陣元進行延遲激發，即可產生聲束聚焦或偏轉效果。與此同時，接收系統也需要依據各陣元與散射體的距離，對各陣元的回波信號進行相應程度的延遲，以使各陣元回波信號相干累加，波束成形技術是超聲相控陣接收部分的關鍵技術，主要完成各陣元的相控發射、延遲接收、波束合成等工作，是實現超聲聲束聚焦、偏轉的關鍵，是超聲成像質量的決定因素之一。

偏轉即控制聲束掃描的方向，聚焦是指控制聲束的能量集中點。從某種意義上說偏轉是一種焦點在某個方向上無窮遠處的聚焦。偏轉常與聚焦結合使用。超聲成像中的各種聚焦方法也代表著波束形成技術的不斷進步。

在某些相控陣超聲檢測中，需要在相控陣探頭的前端加入楔塊，起到減小盲區、保護探頭等作用，而此時楔塊的引入使得超聲聲波的傳播路徑引入了折射因素。在應用動態聚焦算法時，計算延遲量時需要考慮到楔塊和被測物之間的折射效果，而兩材料中兩點間的折射路徑的準確計算需要復雜的方程組和三角函數求解，難度較大

發明內容

為了解決現有技術中相控陣探頭前端加入楔塊后造成聚焦算法復雜、運算量大的問題，提出了一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法，可以以較小的計算代價得到相對準確的當前陣元的延遲量。

本發明實施例提供了一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法，包括，

計算預想聚焦點對應的預測入射點；

計算當前陣元到所述預測入射點、所述預測入射點到所述預想聚焦點的預測聲時總和；

移動所述預測入射點形成移動入射點，計算當前陣元到所述移動入射點、所述移動入射點到所述預想聚焦點的移動聲時總和；

找出所述預測聲時總和與移動聲時總和中最小值，作為實際聲時總和；

將所述實際聲時總和與中心陣元達到預想聚焦點的聲時進行對比，得到所述當前陣元到達所述預想聚焦點的延遲量。

根據本發明實施例所述的一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法的一個進一步的方面，在非首次計算預想聚焦點對應的預測入射點時，將前次所述預測聲時總和與移動聲時總和中最小值的預測入射點或移動入射點作為本次計算的預測入射點。

根據本發明實施例所述的一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法的再一個進一步的方面，移動所述預測入射點形成移動入射點包括，以一預定的步進值移動所述預測入射點作為所述移動入射點，其中，移動方向為從中心陣元到所述當前陣元的方向。

根據本發明實施例所述的一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法的另一個進一步的方面，移動所述預測入射點形成移動入射點包括，獲得所述預測入射點與當前陣元水平方向上的矢量距離，以所述矢量距離中最小的值作為步進值，以該步進值移動所述預測入射點作為所述移動入射點，其中，移動方向為從中心陣元到所述當前陣元的方向。

根據本發明實施例所述的一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算方法的另一個進一步的方面，在計算當前陣元到所述預測入射點或者計算當前陣元到所述移動入射點時，當所述當前陣元到達所述預測入射點或者移動入射點的入射角度大于全反射角時，則所述當前陣元到所述預測入射點的聲時和當前陣元到所述移動入射點的聲時為，當前陣元以全反射角出發到達楔塊與被測物之間的界面后，沿著平行于所述界面的方向到達所述預測入射點或者移動入射點的聲時。

本發明實施例還提供了一種具有楔塊的超聲波檢測中延遲量計算裝置，包括，

預測入射點計算單元，用于計算預想聚焦點對應的預測入射點；

預測聲時總和計算單元，用于計算當前陣元到所述預測入射點、所述預測入射點到所述預想聚焦點的預測聲時總和；

移動聲時總和計算單元，用于移動所述預測入射點形成移動入射點，計算前陣元到所述移動入射點、所述移動入射點到所述預想聚焦點的移動聲時總和；

實際聲時總和計算單元，用于找出所述預測聲時總和與移動聲時總和中最小值，作為實際聲時總和；

比較單元，將所述實際聲時總和與中心陣元達到預想聚焦點的聲時進行對比，得到所述當前陣元到達所述預想聚焦點的延遲量。