[發(fā)明專利]一種超聲相控陣成像探傷強(qiáng)度標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310399673.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN103472140A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文燾;李平;肖靈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N29/30
• 分類號(hào): G01N29/30;G01B17/00
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11309
• 代理人: 陳霽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲相控陣成像技術(shù)，尤其涉及一種超聲相控陣成像探傷強(qiáng)度標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

在常規(guī)超聲檢測中，需要對(duì)超聲靈敏度進(jìn)行標(biāo)定，通過標(biāo)定結(jié)果，對(duì)比實(shí)際超聲檢測目標(biāo)缺陷的回波強(qiáng)度，才能夠得到超聲檢測目標(biāo)缺陷的大小、形成等物理參數(shù)。常規(guī)超聲通常利用一定距離的平底孔或平面反射來完成對(duì)特定超聲換能器及系統(tǒng)的靈敏度的標(biāo)定，然而對(duì)于超聲相控陣，常規(guī)的標(biāo)定方法無法使用。

由于采用超聲相控陣換能器，不同角度和不同當(dāng)量的裂紋缺陷等，所反映的超聲后向散射強(qiáng)度不一樣，需要一個(gè)有效的方法，對(duì)不同角度的等當(dāng)量缺陷和相同角度的不同當(dāng)量的缺陷進(jìn)行歸一化或標(biāo)定，才能夠利用超聲相控陣實(shí)現(xiàn)對(duì)不同角度、不同當(dāng)量的缺陷進(jìn)行定量評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種超聲相控陣成像探傷強(qiáng)度標(biāo)定的方法，用于完成對(duì)不同角度、不同深度上的刻槽進(jìn)行超聲相控陣成像標(biāo)定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種超聲相控陣成像探傷強(qiáng)度標(biāo)定方法，該方法利用超聲相控陣系統(tǒng)和探傷試塊，對(duì)探傷試塊上不同角度和不同深度的刻槽進(jìn)行標(biāo)定，探傷試塊上每隔一段水平距離具有一組深度不同的刻槽，刻槽的位置相對(duì)于超聲相控陣系統(tǒng)具有不同的角度，不同組刻槽之間的水平間隔按照相控陣系統(tǒng)角度的要求設(shè)置，該方法包括以下步驟：根據(jù)相控陣系統(tǒng)對(duì)探傷試塊上的刻槽進(jìn)行探測，獲取掃描線回波信號(hào)；根據(jù)對(duì)掃描線回波信號(hào)進(jìn)行歸一化處理，獲取不同角度相同深度刻槽和相同角度不同深度刻槽的回波的強(qiáng)度標(biāo)定結(jié)果；根據(jù)不同角度相同深度刻槽和所述相同角度不同深度刻槽的回波的強(qiáng)度標(biāo)定結(jié)果對(duì)相控陣超聲成像結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定。

本發(fā)明可以完成對(duì)不同角度和不同深度表面上的刻槽進(jìn)行超聲像控陣成像標(biāo)定，從而可以通過超聲相控陣成像結(jié)果，對(duì)缺陷進(jìn)行當(dāng)量分析，定量評(píng)估缺陷大小，減少人員參與導(dǎo)致的主觀檢測問題，提高超聲相控陣成像檢測缺陷的檢測率和檢測效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的刻槽試塊圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中相控陣系統(tǒng)安裝成像示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種超聲相控陣成像探傷強(qiáng)度標(biāo)定方法流程圖；

圖4為角度-相對(duì)散射強(qiáng)度曲線示意圖；

圖5為深度尺寸-相對(duì)散射強(qiáng)度曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種超聲相控陣成像探傷強(qiáng)度標(biāo)定方法是利用超聲相控陣系統(tǒng)和專門制作的試塊，對(duì)不同角度和不同深度的刻槽進(jìn)行標(biāo)定。

以下根據(jù)需要探測的目標(biāo)物體，制作試塊。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的鋼制刻槽試塊圖，如圖1所示，在試塊的一端制作不同深度的刻槽。由于超聲相控陣成像探傷系統(tǒng)需要檢測的缺陷深度在0.1mm至5mm范圍，所以需要在這個(gè)深度范圍內(nèi)進(jìn)行制作刻槽。為了能夠?qū)^小裂紋進(jìn)行探測，主要制作深度在0.1mm至1mm之間的刻槽，其刻槽深度步進(jìn)為0.2mm，刻槽之間的水平間隔為2mm，把深度從0.1mm到1mm的刻槽歸為一組，然后每隔15mm，重復(fù)制作。試塊的高度根據(jù)探傷目標(biāo)物體的高度進(jìn)行制作，優(yōu)選地，試塊采用高度為180mm的矩形試塊。

試塊制作好后，利用超聲相控陣系統(tǒng)對(duì)試塊進(jìn)行成像。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中相控陣系統(tǒng)安裝成像示意圖，如圖2所示，超聲相控陣系統(tǒng)的探測角度為30°-70°，試塊的長度可以根據(jù)試塊的高度和最大的探測角度計(jì)算得到。探測區(qū)域需要覆蓋相對(duì)于相控陣系統(tǒng)具有不同角度的所有刻槽，并且深度種類齊全。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種超聲相控陣成像探傷強(qiáng)度標(biāo)定方法流程圖。如圖3所示，該方法包括步驟301-303：

在步驟301，根據(jù)相控陣系統(tǒng)對(duì)探傷試塊上的刻槽進(jìn)行探測，獲取掃描線回波信號(hào)。

具體地，超聲相控陣系統(tǒng)發(fā)射超聲縱波，通過楔塊（有機(jī)玻璃制作，功能是使縱波斜入射）將入射超聲縱波轉(zhuǎn)換為橫波，利用橫波對(duì)試塊中的刻槽進(jìn)行探測，獲取不同角度的所有刻槽的掃描線回波信號(hào)，從而得到不同角度和不同刻槽深度的標(biāo)定曲線。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例不僅僅適用于橫波，同樣適用于超聲相控陣縱波成像。橫波能夠探測的角度范圍相對(duì)較大，所以本發(fā)明實(shí)施例以橫波探測為例進(jìn)行說明。

在步驟302，根據(jù)對(duì)掃描線回波信號(hào)進(jìn)行歸一化處理，獲取不同角度相同深度刻槽和相同角度不同深度刻槽的回波的強(qiáng)度標(biāo)定結(jié)果。