[發(fā)明專利]超聲波檢測方法和超聲波分析方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410207248.5
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN104165926A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.C.弗雷達(dá);F.A.里德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非破壞性測試方法。更具體而言，本發(fā)明涉及超聲波檢測和分析方法。

背景技術(shù)

較大且復(fù)雜的物體(諸如，實(shí)心蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子)的檢查可能很困難。此類檢查對于識別特征(諸如粗糙度、空隙、瑕疵、疲勞材料、裂縫和/或材料變化)很重要。在大型物體中，非破壞技術(shù)基于物體的尺寸、基于物體的復(fù)雜性和/或基于物體的材料而受限。不能識別此類特征可導(dǎo)致延長的修理周期、有限的操作有效性和/或系統(tǒng)故障。

一些商業(yè)檢查系統(tǒng)可用于提供大型物體的檢查。已知的超聲波技術(shù)使用單探頭途徑，限制了在單次通過中可檢查的材料體積。例如，一種已知的技術(shù)(脈沖回波)限于在單次通過中覆蓋較小體積的圓柱形實(shí)心轉(zhuǎn)子材料。

為了以非破壞方式實(shí)現(xiàn)此類檢查，超聲波系統(tǒng)可以以較高費(fèi)用整體結(jié)合到物體中，可需要復(fù)雜和/或重復(fù)的分析，可需要先進(jìn)的運(yùn)動控制和/或復(fù)雜的探頭定位控制和它們的組合，從而導(dǎo)致高成本。

在本領(lǐng)域中，不存在以上缺陷中的一個或更多個的超聲波檢測方法和超聲波分析方法將是合乎需要的。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實(shí)施例中，一種超聲波檢測方法包括提供具有發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置的超聲波檢測系統(tǒng)。相控陣波或射束穿過渦輪轉(zhuǎn)子從發(fā)射相控陣裝置發(fā)射至接收相控陣裝置，從而獲得關(guān)于渦輪轉(zhuǎn)子的超聲波檢測信息。

在另一個實(shí)施例中，超聲波檢測方法包括：提供具有發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置的超聲波檢測系統(tǒng)；將發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置定位在渦輪轉(zhuǎn)子的外周上；將相控陣波或射束從發(fā)射相控陣裝置發(fā)射至渦輪轉(zhuǎn)子中，相控陣波或射束不反射出反射特征；調(diào)整發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置在渦輪轉(zhuǎn)子的外周上的定位；和將相控陣波或射束從發(fā)射相控陣裝置發(fā)射至渦輪轉(zhuǎn)子中，相控陣波或射束反射出發(fā)射特征。反射的相控陣波或射束由接收相控陣裝置接收到。

在另一個實(shí)施例中，一種超聲波分析方法包括：檢測回轉(zhuǎn)體內(nèi)的反射特征；提供具有發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置的超聲波分析系統(tǒng)；圍繞反射特征以預(yù)定構(gòu)造定位多個發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置；將相控陣波或射束從多個發(fā)射相控陣裝置發(fā)射到回轉(zhuǎn)體中；將相控陣波或射束反射出回轉(zhuǎn)體內(nèi)的反射特征；和在多個接收相控陣裝置處接收相控陣波或射束，從而獲得關(guān)于反射特征的超聲波信息。

一種超聲波檢測方法，包括：提供具有發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置的超聲波檢測系統(tǒng)；和穿過回轉(zhuǎn)體從發(fā)射相控陣裝置到接收相控陣裝置發(fā)射和接收相控陣波，從而獲得關(guān)于回轉(zhuǎn)體的超聲波檢測信息。

優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)體選自由通過整體鍛造制成的物件構(gòu)成的集合，諸如渦輪轉(zhuǎn)子、實(shí)心蒸汽轉(zhuǎn)子的軸、渦輪轉(zhuǎn)子輪下方的部分、和葉片附件。

優(yōu)選地，發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置形成相控陣裝置的布置。

優(yōu)選地，該方法還包括相控陣裝置的多個布置。

優(yōu)選地，相控陣裝置的各個布置從不同位置獲得超聲波檢測信息。

優(yōu)選地，發(fā)射相控陣裝置相對于接收相控陣裝置定位，以生成穿過回轉(zhuǎn)體的預(yù)定體積的場。

優(yōu)選地，發(fā)射和接收相控陣裝置的定位是自動的。

優(yōu)選地，該方法還包括分析之前檢測到的反射特征。

優(yōu)選地，該方法還包括檢測回轉(zhuǎn)體內(nèi)的反射特征的存在。

優(yōu)選地，反射特征包括從由空隙、瑕疵、疲勞材料、裂縫和腐蝕構(gòu)成的集合中選擇的缺陷。

優(yōu)選地，反射特征扭曲相控陣波。

優(yōu)選地，相控陣波通過從由尺寸、相對于入射聲波的定向、形態(tài)和聲程傳播構(gòu)成的清單中選擇的反射特征的參數(shù)來扭曲。

優(yōu)選地，各個參數(shù)以可識別的方式扭曲相控陣波。

優(yōu)選地，發(fā)射相控陣裝置以預(yù)定發(fā)射角度發(fā)出相控陣波。

優(yōu)選地，該方法還包括調(diào)整發(fā)射角度。

優(yōu)選地，相控陣波被傾斜。

優(yōu)選地，發(fā)射相控陣裝置具有預(yù)定操作頻率。

優(yōu)選地，發(fā)射和接收相控陣裝置還包括多個換能器。

一種超聲波檢測方法，包括：提供具有發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置的超聲波檢測系統(tǒng)；將發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置定位在渦輪轉(zhuǎn)子的外周上；將相控陣波從發(fā)射相控陣裝置發(fā)射到渦輪轉(zhuǎn)子中，相控陣波不反射出反射特征；調(diào)整發(fā)射相控陣裝置和接收相控陣裝置在渦輪轉(zhuǎn)子的外周上的定位；和將相控陣波從發(fā)射相控陣裝置發(fā)射至渦輪轉(zhuǎn)子中，相控陣波反射出反射特征；其中，該反射的相控陣波由接收相控陣裝置接收。