[發(fā)明專利]一種自動定位成像的三維超聲無損檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711038223.7
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107991391A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 葉國良;葉俊良;郭建文
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01C21/16
• 代理公司: 東莞市十方專利代理事務所(普通合伙)44391
• 代理人: 羅偉平

1.一種自動定位成像的三維超聲無損檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括一體化超聲波探頭(2)、數(shù)據(jù)線(3)、超聲波信號發(fā)生與接收器(4)、USB接口線(5)和計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(6)，所述一體化超聲波探頭(2)的一部分信號連接線經(jīng)一部分所述數(shù)據(jù)線(3)與所述超聲波信號發(fā)生與接收器(4)的一端連接，所述一體化超聲波探頭(2)的另一部分信號連接線經(jīng)另一部分數(shù)據(jù)線(3)與USB接口線(5)的一部分接線端連接，所述超聲波信號發(fā)生與接收器(4)的另一端與USB接口線(5)的另一部分接線端連接，所述USB接口線(5)與所述計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(6)連接，所述一體化超聲波探頭(2)采集的數(shù)據(jù)傳輸至計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(6)進行處理，得出被檢測物體的立體超聲波無損檢測圖像，并顯示被檢測物體內部缺陷或損傷的尺寸與位置。

2.如權利要求1所述的一種自動定位成像的三維超聲無損檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述一體化超聲波探頭包括里程計(7)、超聲波探頭(8)、外殼(9)和慣性測量儀(10)，所述里程計(7)設置在一體化超聲波探頭的外殼(9)的下端，所述超聲波探頭(8)內嵌在所述外殼(9)內，所述慣性測量儀(10)固定在所述外殼(9)的上端，所述里程計(7)以及慣性測量儀(10)的信號輸出端通過部分所述數(shù)據(jù)線(3)與所述USB接口線(5)連接，所述超聲波探頭(8)通過另一部分信號線與所述超聲波信號發(fā)生與接收器(4)的一端連接。

3.如權利要求2所述的一種自動定位成像的三維超聲無損檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述超聲波探頭(8)的直徑為22mm。

4.如權利要求2所述的一種自動定位成像的三維超聲無損檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述里程計(7)設置在所述超聲波探頭(8)外側的殼體上。

5.一種自動定位成像的三維超聲無損檢測方法，其特征在于，包括以下步驟:

對慣性測量儀(10)所測量的加速度數(shù)據(jù)進行二次積分得到航推位移信息；同時，利用里程計(7)測量探頭的移動距離，即探頭的相對移動位移，然后通過卡爾曼濾波器進一步地融合慣性測量儀測量的航推位移信息與里程計測量的相對位移信息，計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結合位置信息與方向信息輸出探頭相對于起點的橫向XY平面坐標；

由超聲波信號發(fā)生與接收器(4)向超聲波探頭(8)輸出電信號，緊貼在被測材料(1)上移動的超聲波探頭產(chǎn)生超聲波信號，對材料內部反射回來的超聲波信號進行處理，得到被測材料在Z方向的超聲波圖像，計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結合探頭相對于起點的橫向XY平面坐標以及被測材料在Z方向的超聲波圖像，得到被測材料帶三維位置信息的立體超聲波無損檢測圖像。

6.如權利要求5所述的自動定位成像的三維超聲無損檢測方法，其特征在于，所述方法還包括：計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(6)對超聲波圖像進行處理，顯示材料內部缺陷或損傷的尺寸與位置的步驟。