[發明專利]相控陣扇形掃描基準靈敏度及角度增益補償的設置方法

有效

• 申請號: 201710648435.0
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107490628B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 田國良
• 申請（專利權）人: 葫蘆島北檢科技有限公司
• 主分類號: G01N29/30
• 分類號: G01N29/30;G01N29/32
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 趙瑜;金凱

本發明涉及無損檢測領域中的相控陣超聲檢測，具體涉及相控陣扇形掃描基準靈敏度及角度增益補償的設置方法。是將相控陣超聲設備與相控陣探頭連接，選擇設備中的扇形掃描軟件，經過焊縫模擬軟件將焊縫沿厚度方向等分成若干個分區，確定每個分區各自采用的扇形掃描角度范圍及所采用的幾次波檢測，通過對比試塊上與每個分區范圍相對應的人工反射體來設置基準靈敏度及角度增益補償。本發明方法新穎獨特、操作簡單、實用，無輻射，無污染，檢測效率高，采用編碼器記錄檢測結果、以圖像形式顯示、直觀易懂，定量精度高，減小誤判的幾率。適宜作為相控陣超聲扇形掃描檢測焊接接頭時基準靈敏度及角度增益補償設置方法的應用。

技術領域

本發明涉及無損檢測領域中的相控陣超聲檢測，具體涉及相控陣扇形掃描基準靈敏度及角度增益補償的設置方法。

背景技術

承壓設備包括各種鍋爐、壓力容器和壓力管道等，屬于重要生產設備，與國民經濟生產和人民日常生活有著十分密切的聯系。然而承壓設備往往具有高溫、高壓和有毒介質等特點，一旦發生事故，后果極其嚴重。為避免可能出現的質量事故，承壓設備在制造、使用、檢驗等環節中大量應用無損檢測技術。

相控陣超聲檢測技術是目前國內外無損檢測技術發展的新方向、新動力，是最先進的無損檢測技術之一。相控陣超聲技術是利用電子方式控制相控陣超聲探頭的聲束來實現超聲波發射、接收的方法。相控陣超聲探頭晶片是由多個小晶片構成，每個小晶片又稱為陣元。每個陣元能被獨立的激發，并施加不同的時間延遲，所有陣元發射的超聲波形成一個整體波陣面，能夠實現動態聚焦，并能有效地控制發射超聲束的形狀和方向。它為確定缺陷的形狀、大小和方向提供出比單個或多個常規超聲波探頭系統更大的能力。相控陣超聲檢測技術具有成像功能，檢測結果以圖像形式顯示，分為A掃描、B掃描、S掃描、E掃描及P掃描等，直觀易懂，存儲的數據具有動態回放功能，并且還能記錄掃查位置。這些功能是常規超聲檢測技術難以做到的。

相控陣超聲檢測技術已經在我國開始應用，例如在西氣東輸管道工程檢測管道環焊縫，在安徽六安和安慶火力發電廠檢測薄壁小徑管環焊縫，對汽輪機葉片根部和渦輪圓盤的檢測、火車輪軸檢測、核電站主泵隔熱板的檢測等等，有著巨大的應用空間，體現出相控陣超聲檢測的優越性。

相控陣超聲檢測技術在實際檢測應用中經常采用扇形掃描技術和編碼器記錄掃查位置進行檢測，這種檢測方式優點明顯，即：(1)采用多個角度扇形掃描檢測，一次掃查檢測范圍大，檢測效率高、速度快；(2)采用編碼器實時記錄檢測位置；(3)能實現實時記錄檢測結果；(4)存儲的檢測圖像數據可以動態回放。

但是相控陣超聲采用扇形掃描和編碼器記錄掃查位置，平行于焊縫方向進行直線運動的檢測方式也存在致命的缺點，這個缺點影響相控陣超聲檢測技術的應用，即：

(1)存儲的檢測數據分析時圖像波幅出現飽和狀態。

存儲的檢測數據分析時圖像波幅經常出現飽和狀態。所謂波幅飽和狀態就是波高超過滿屏高度的幅度不記錄，但顯示的圖像顏色很深，通過分析軟件的濾波器處理不了，給缺陷評定增加難度，無法進行評定。目前國內外相控陣超聲設備滿屏高度的幅值基本上是100％、220％、260％及800％等，超過上述值就會出現波幅飽和現象。圖像飽和狀態受檢測靈敏度影響，只有改變靈敏度才能將幅度降下來，才能解決圖像飽和問題。相控陣超聲設備保存檢測數據后，在分析時改變靈敏度范圍很小，有的設備僅是-6dB～+6dB，有的設備根本不允許改變，滿足不了缺陷分析評定的要求，只能重新檢測，使檢測成本增加，降低了檢測效率。因為采用扇形掃描檢測時基本上按評定線、定量線及判廢線(即按Ⅰ區、Ⅱ區及Ⅲ區)進行評定缺陷，波幅處于飽和狀態判斷不了缺陷處于哪個區，所以無法對缺陷進行評定。

(2)相控陣超聲采用扇形掃描檢測時基準靈敏度及角度增益補償有問題。