[發(fā)明專利]一種識(shí)別裂紋方向的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710516657.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN107144637B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閻守國(guó);黃娟;張碧星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種識(shí)別裂紋方向的方法，其特征在于，包括以下步驟：

在待檢測(cè)區(qū)域上的任意位置預(yù)設(shè)焦點(diǎn)，使超聲換能器激發(fā)的多波聲場(chǎng)聚焦在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)上；

控制所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處的聲場(chǎng)偏振方向，使其在預(yù)設(shè)方向上；

不斷改變預(yù)設(shè)方向，使所述焦點(diǎn)處聲場(chǎng)偏振方向在0-360°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并記錄不同聲場(chǎng)偏振方向下的裂紋回波信號(hào)；

對(duì)所述裂紋回波信號(hào)進(jìn)行處理，得到多波檢測(cè)的裂紋總回波信號(hào)；

提取得到的裂紋總回波信號(hào)的幅度與所述焦點(diǎn)處所述聲場(chǎng)偏振方向的關(guān)系，獲得裂紋總回波信號(hào)的最大幅度值和最小幅度值分別對(duì)應(yīng)的所述聲場(chǎng)偏振方向；

基于所述裂紋總回波信號(hào)幅度最大時(shí)對(duì)應(yīng)的所述聲場(chǎng)偏振方向得到裂紋的法線方向，基于所述裂紋總回波信號(hào)幅度最小時(shí)對(duì)應(yīng)的所述聲場(chǎng)偏振方向得到裂紋的發(fā)育方向；

改變聲場(chǎng)聚焦點(diǎn)的位置，重復(fù)上述處理過程，檢測(cè)整條裂紋的發(fā)育方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述超聲換能器在待檢區(qū)域中只激發(fā)出橫波和縱波時(shí)，在待檢測(cè)區(qū)域上的任意位置預(yù)設(shè)焦點(diǎn)，多波聲場(chǎng)聚焦在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)上，具體為：

使超聲換能器各陣元發(fā)射兩個(gè)脈沖,控制所述兩個(gè)脈沖的時(shí)間差，使得超聲換能器各陣元第一個(gè)脈沖激發(fā)的橫波和第二個(gè)脈沖激發(fā)的縱波同時(shí)到達(dá)所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)；以及控制超聲換能器各陣元發(fā)射的第一個(gè)脈沖的時(shí)間延遲，使得超聲換能器各陣元發(fā)射的第一脈沖激發(fā)的橫波同時(shí)到達(dá)預(yù)設(shè)焦點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)橫波和縱波同時(shí)聚焦。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)超聲換能器各陣元在待檢區(qū)域中激發(fā)出橫波、縱波及導(dǎo)波時(shí)，在待檢測(cè)區(qū)域上的任意位置預(yù)設(shè)焦點(diǎn)，多波聲場(chǎng)聚焦在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)上，具體為：

假設(shè)在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處有一個(gè)假想聲源發(fā)射聲脈沖,理論計(jì)算出超聲換能器各陣元處的聲信號(hào),將所述聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后加載在所述超聲換能器各陣元上進(jìn)行激勵(lì),這時(shí)在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處得到聚焦聲場(chǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述超聲換能器各陣元在待檢區(qū)域中只激發(fā)出橫波和縱波時(shí)，所述控制所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處的聲場(chǎng)偏振方向，使其在預(yù)設(shè)方向上，具體為：

通過控制所述超聲換能器各陣元發(fā)射的兩個(gè)脈沖的幅度比，改變第一個(gè)脈沖在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處激發(fā)的橫波幅度與第二個(gè)脈沖在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處激發(fā)的縱波幅度之間的比值，進(jìn)而改變由所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處聲場(chǎng)的兩個(gè)不同偏振向量合成的預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處聲場(chǎng)的總偏振向量的方向，使其在預(yù)設(shè)方向上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)超聲換能器各陣元在待檢區(qū)域激發(fā)出橫波、縱波及導(dǎo)波時(shí)，所述控制所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處的聲場(chǎng)偏振方向，使其在預(yù)設(shè)方向上，具體為：

假設(shè)在預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處有一個(gè)假想聲源沿預(yù)設(shè)方向偏振并發(fā)射聲脈沖,理論計(jì)算出換能器各陣元處的聲信號(hào),將所述聲信號(hào)進(jìn)行時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后加載在換能器各陣元上進(jìn)行激勵(lì),這時(shí)在所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處得到沿所述預(yù)設(shè)方向偏振的聚焦聲場(chǎng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述超聲換能器各陣元在待檢區(qū)域中只激發(fā)出橫波和縱波時(shí)，所述對(duì)所述裂紋回波信號(hào)進(jìn)行處理，得到多波檢測(cè)的裂紋總回波信號(hào)，具體為：

將超聲換能器各陣元依次接收的回波信號(hào)按照縱波時(shí)延疊加得到第一時(shí)間序列信號(hào)；以及將超聲換能器各陣元依次接收的回波信號(hào)按照橫波時(shí)延疊加得到第二時(shí)間序列信號(hào)；將所述第一時(shí)間序列信號(hào)和所述第二時(shí)間序列信號(hào)，按照預(yù)定的延時(shí)規(guī)則進(jìn)行疊加合成得到多波檢測(cè)的裂紋總回波信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)超聲換能器各陣元在待檢區(qū)域激發(fā)出橫波、縱波及導(dǎo)波時(shí)，所述對(duì)所述裂紋回波信號(hào)進(jìn)行處理，得到多波檢測(cè)的裂紋總回波信號(hào)，具體為：

將超聲換能器各陣元依次接收的回波信號(hào)進(jìn)行時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后，假設(shè)加載在換能器各陣元上進(jìn)行激勵(lì)，理論上計(jì)算出所述預(yù)設(shè)焦點(diǎn)處的總聲波信號(hào)，得到多波檢測(cè)的裂紋總回波信號(hào)。