[發明專利]用于確定物體中的幾何特征的方法和系統

無效

• 申請號: 201380040689.4
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104508476A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: B.加內桑;S.杰亞拉曼;A.毛雷爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/06;G01N29/07;G01N29/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

技術領域

本發明的實施例總體上涉及超聲波檢查系統領域，并且具體來說涉及用于確定物體中的幾何特征的方法和系統。

背景技術

超聲波束在物體的非破壞性測試(NDT)領域中的使用是眾所周知的并且被廣泛使用。通常通過使用超聲波束對諸如管道、實心棒、金屬板和金屬坯料的物體進行檢查。超聲波檢查用于確定物體中諸如焊縫、孔隙、腐蝕、熔渣、裂縫和焊接缺陷的幾何特征的存在。

在超聲波檢查中，物體暴露于來自跨越物體的長度放置的傳感器的超聲波束。由傳感器收集對來自物體中不同部分的入射超聲波束的響應。接著對響應的振幅進行分析，以定位物體中的幾何特征。

在實際應用中，使物體通過以特定順序布置的傳感器陣列，以利用各種入射角度發射超聲波束至物體中。使物體內的待檢查的每個相關區域通過這種構造的傳感器，以產生對從各傳感器發射的超聲波束的響應。因此，在測試期間，各物體的調查產生大量數據。這樣接收的大量數據用于產生響應圖表，所述響應圖表針對物體中的幾何特征相對于物體上的基準點的位置繪制響應振幅。基準點通常由檢查系統的操作員確定。因此，為了準確地定位幾何物體，操作員必須手動篩選多個響應圖表，所述響應圖表展示由于來自處于所述構造的不同傳感器的超聲波束而從幾何特征獲得的輸出。

例如，在設計用于檢查空心管的典型超聲波檢查系統中，34個超聲波傳感器被布置用于檢查管道。各傳感器掃描管道并且沿著管道的圓周在確定點處產生幾何特征響應。因此，一個傳感器的所產生的關于一個管道的響應數據需要幾千字節的存儲器存儲空間。因此，來自檢查系統的關于整個管道的響應數據相當于需要百萬字節的存儲器空間。

為了處理由這些檢查系統產生的關于每一個檢查物體的這些大量數據，需要安裝數據管理系統。鑒于正產生和處理的數據量，處理典型檢查設置的數據加載的數據管理系統往往較為昂貴，所述典型檢查設置每天處理幾百個測試物體。為了避免與這些數據管理系統相關的費用，通過在物體中選擇用于產生響應圖表的具體位置，超聲波檢查系統僅存儲從傳感器獲得的數據的一部分。例如，在某些系統中，在物體中距離固定的位置處觀察到的最大振幅用于產生響應圖表。這些數據簡化技術會給物體中幾何特征的定位帶來誤差，因為與精確位置相反，幾何特征的位置現在是根據固定距離來確定。

此外，操作員花費很多時間分析從檢查系統獲得的數據以定位物體中的幾何特征。由于響應圖表的人工解釋，在幾何特征的定位過程中引入了誤差。另外，操作員成本也增加，并且使得當前檢查系統的利用成本增加。

因此，需要一種對從檢查系統獲得的并且以使得操作員在幾何特征定位過程中的努力減少的形式呈現幾何特征輸出的有限數據進行分析的方法和系統。

發明內容

在一個實施例中，提供一種用于確定物體中至少一個幾何特征的位置的方法。所述方法包括接收對入射于物體上的超聲波束的至少一個幾何特征響應。入射于物體上的超聲波束從沿物體放置的多個超聲波傳感器中的一個產生。所述方法進一步包括基于多個物體參數產生物體的體積表示。另外，所述方法包括基于物體中的并且源自超聲波傳感器的預測超聲波束遍歷路徑產生對超聲波束的預測渡越時間幾何特征響應的時間圖。預測超聲波束遍歷路徑基于物體的體積表示和多個傳感器參數產生。另外，所述方法包括以下步驟：當接收幾何特征響應等同于對應于物體的體積表示上的一個位置的預測渡越時間幾何特征響應時，將所述位置確定為幾何特征的位置。

在另一個實施例中，提供一種用于確定物體中至少一個幾何特征的位置的系統。所述系統包括至少一個超聲波傳感器，所述超聲波傳感器配置用于在物體上發射超聲波束并且接收對所述超聲波束的至少一個幾何特征響應。所述系統進一步包括處理器。所述處理器配置用于基于多個物體參數產生物體的體積表示。另外，所述處理器還配置用于基于物體中的并且源自超聲波傳感器的預測超聲波束遍歷路徑產生對超聲波束的預測渡越時間幾何特征響應的時間圖。預測超聲波束遍歷路徑基于物體的體積表示和多個傳感器參數產生。另外，所述處理器配置用于當接收幾何特征響應等同于對應于物體的體積表示上的一個位置的預測渡越時間幾何特征響應時，將所述位置確定為幾何特征的位置。