[發(fā)明專利]一種基于表面波的垂直缺陷的多系數(shù)深度檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610195694.8 | 申請日： | 2016-03-30 |
| 公開（公告）號： | CN107024535B | 公開（公告）日： | 2019-08-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 何存富;白金峰;鄧鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京工業(yè)大學 |
| 主分類號： | G01N29/04 | 分類號： | G01N29/04 |
| 代理公司： | 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203 | 代理人： | 沈波 |
| 地址： | 100124 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 表面波 垂直 缺陷 系數(shù) 深度 檢測 方法 | ||
一種基于表面波的垂直缺陷的多系數(shù)深度檢測方法，屬于超聲導(dǎo)波無損檢測與評估領(lǐng)域。表面波在傳播過程中，同缺陷互相作用時在缺陷下方會有散射的體波，體波傳播遇到工件的下端面會反射回來，遇到缺陷會再度轉(zhuǎn)換為表面波如(也就是模態(tài)轉(zhuǎn)換回波)并沿缺陷兩端傳播，其同缺陷回波的時間差即為橫波在工件厚度方向傳播的總路程。缺陷兩端的模態(tài)轉(zhuǎn)換回波同缺陷回波以及透射波綜合可以作為缺陷深度的表征參數(shù)，多系數(shù)的垂直缺陷的深度檢測方法解決了目前對于大于0.45倍波長缺陷深度的檢測帶來了不準確性和不適用性。在健康監(jiān)測和無損評價領(lǐng)域，具有極大的應(yīng)用價值和潛力。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于表面波的垂直缺陷的多系數(shù)深度檢測方法，屬于超聲導(dǎo)波無損檢測與評估領(lǐng)域。
背景技術(shù)
目前在使用表面波進行工件表面缺陷檢測尤其是對表面垂直或類垂直缺陷進行深度檢測的時候，根據(jù)工件的尺寸、材料等參數(shù)信息，通過探頭發(fā)射特定頻率或特定波長的表面波進行缺陷檢測。根據(jù)所得到的信號波形(自激自收)計算出激發(fā)表面波和缺陷回波的時間差Δt，用已知在此工件中的表面波波速v乘以時間差Δt得出表面波所傳播的總路程，用總路程的一半確定缺陷的位置。對于缺陷深度的檢測，往往采用一激一收的形式。首先進行仿真系數(shù)曲線的建立，根據(jù)接收探頭接收到的信號波形，記錄并計算直達波的幅值、缺陷回波的幅值以及透射波的幅值，以直達波幅值為基準，用缺陷回波的幅值以及透射波的幅值除以直達波幅值進行歸一化處理得到表征缺陷深度信息的系數(shù)。再根據(jù)相關(guān)實驗確定工件缺陷深度的表征參數(shù)，對比系數(shù)曲線進行缺陷深度的檢測確定。但是，缺陷深度表征系數(shù)只是在缺陷深度為0.45倍波長的范圍內(nèi)呈現(xiàn)出較好的單調(diào)性，在缺陷深度為0.45 倍波長以后的范圍內(nèi)呈現(xiàn)出單調(diào)性相反的形況，也就是說整條系數(shù)曲線在大概0.45倍波長缺陷深度處有拐點。這就對于大于0.45倍波長缺陷深度的檢測帶來了不準確性和不適用性。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于表面波的垂直缺陷的多系數(shù)深度檢測方法，解決了目前對于大于0.45倍波長缺陷深度的檢測帶來了不準確性和不適用性。表面波在傳播過程中，同缺陷互相作用時在缺陷下方會有散射的體波，體波傳播遇到工件的下端面會反射回來，遇到缺陷會再度轉(zhuǎn)換為表面波如附圖1-2(也就是模態(tài)轉(zhuǎn)換回波)并沿缺陷兩端傳播，其同缺陷回波的時間差即為橫波在工件厚度方向傳播的總路程。缺陷兩端的模態(tài)轉(zhuǎn)換回波同缺陷回波以及透射波綜合可以作為缺陷深度的表征參數(shù)，多系數(shù)的垂直缺陷的深度檢測方法解決了目前對于大于0.45倍波長缺陷深度的檢測帶來了不準確性和不適用性。
步驟1：確立仿真多系數(shù)曲線
對于目標工件的尺寸和材料等參數(shù)信息，確定適宜的仿真軟件，建立合適的仿真模型。根據(jù)所需，確定缺陷深度尺寸范圍，進行系列仿真。根據(jù)仿真模型，提取觀測點或面處的波形信息，用所得到的缺陷回波值、透射波值以及缺陷兩端處的模態(tài)轉(zhuǎn)換回波(如附圖1)值除以基準直達波值歸一化處理后作為縱坐標，再以缺陷深度或缺陷深度除以波長歸一化處理作為橫坐標，建立多系數(shù)缺陷深度表征曲線 (如附圖2)。
步驟2：進行實驗檢測
根據(jù)目標工件的尺寸和材料參數(shù)信息以及仿真多系數(shù)曲線建立的激發(fā)頻率和激發(fā)方式，選擇合適的探頭進行實驗。如圖3所示，實驗系統(tǒng)包括測試工件、一激一收探頭、示波器、激勵設(shè)備；一激一收探頭與測試工件相連接，一激一收探頭通過連接線與激勵設(shè)備連接，激勵設(shè)備與示波器連接。實驗測得測試工件的缺陷回波、透射波和缺陷兩端處的模態(tài)轉(zhuǎn)換回波(如附圖1)，記錄得到以上四個表征缺陷深度的波形幅值。
步驟3：確定缺陷深度
根據(jù)實驗測得的缺陷回波、透射波和缺陷兩端處的模態(tài)轉(zhuǎn)換回波四個缺陷信息，除以基準值直達波得到一組四個系數(shù)值。對比仿真所得到的一組四個系數(shù)缺陷深度表征曲線，確定缺陷的深度。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于北京工業(yè)大學，未經(jīng)北京工業(yè)大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201610195694.8/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
