[發(fā)明專利]具有耦接驗(yàn)證的超聲測(cè)試檢查

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880073228.X
• 申請(qǐng)日: 2018-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111344565A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·維爾納;弗蘭克·亨利克斯;安德烈亞斯·弗蘭岑;斯蒂芬·法爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣石油和天然氣有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01N29/44
• 分類號(hào): G01N29/44;G01N29/24;G01N29/36
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

本發(fā)明提供了一種超聲測(cè)試系統(tǒng)，該超聲測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)矩陣陣列超聲探頭、探頭定位組件和分析儀。該組件被構(gòu)造成將該探頭定位用于與包括至少一個(gè)耦接驗(yàn)證幾何結(jié)構(gòu)的目標(biāo)諸如車輪超聲通信。該探頭中的每一個(gè)均被構(gòu)造成發(fā)射指向該車輪內(nèi)的耦接驗(yàn)證幾何結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證超聲信號(hào)，在從各自的耦接驗(yàn)證幾何結(jié)構(gòu)反射之后測(cè)量其發(fā)射的驗(yàn)證超聲信號(hào)，以及以下中的至少一者：發(fā)射超聲檢查信號(hào)和測(cè)量從定位在該車輪的檢查區(qū)域內(nèi)的缺陷反射的檢查超聲信號(hào)。該分析儀被構(gòu)造成接收該測(cè)量的驗(yàn)證超聲信號(hào)和該測(cè)量的檢查超聲信號(hào)，確定該測(cè)量的驗(yàn)證超聲信號(hào)與參考驗(yàn)證信號(hào)匹配，以及輸出表示該測(cè)量的檢查超聲信號(hào)的驗(yàn)證的第一通知。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2017年10月12日提交的名稱為“具有耦接驗(yàn)證的超聲測(cè)試檢查(Ultrasonic Testing Inspection with Coupling Valiation)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?2/571,448的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的全文據(jù)此以引用方式并入。

背景技術(shù)

非破壞性測(cè)試(NDT)是一類可用于在不引起損壞的情況下檢查目標(biāo)以確保被檢查的目標(biāo)符合所需規(guī)格的分析技術(shù)。為此，NDT已在采用不易從其周圍環(huán)境中去除的結(jié)構(gòu)的工業(yè)(諸如航空航天、發(fā)電、石油和天然氣的運(yùn)輸或精煉、以及運(yùn)輸)中得到廣泛認(rèn)可。

例如，全球鐵路標(biāo)準(zhǔn)可能需要在制造之后和定期維護(hù)期間對(duì)列車車輪進(jìn)行超聲檢查。在超聲測(cè)試中，波形式的聲(聲音)能可指向列車車輪。當(dāng)超聲波接觸并且穿透列車車輪時(shí)，它們可從諸如外表面和內(nèi)部缺陷(例如，裂縫、孔隙等)的特征反射。超聲傳感器可獲取作為時(shí)間的函數(shù)的聲強(qiáng)度的超聲測(cè)量。隨后，可分析這些超聲測(cè)量以提供表征存在于列車車輪內(nèi)的缺陷的測(cè)試結(jié)果，諸如它們的存在或不存在、位置和/或大小。

發(fā)明內(nèi)容

超聲測(cè)量的精確性可依賴于檢查超聲探頭與目標(biāo)(諸如車輪)之間的良好耦接。耦接是指超聲束在超聲探頭和目標(biāo)之間被可靠地發(fā)射的能力。即，基本上不妨礙超聲束在超聲探頭和目標(biāo)之間行進(jìn)。然而，當(dāng)超聲探頭與目標(biāo)接觸差時(shí)，可發(fā)生不良耦接。在一個(gè)方面，由于超聲探頭與目標(biāo)之間存在由未對(duì)準(zhǔn)引起的間隙而可能發(fā)生差接觸。在另一方面，由于在檢查超聲探頭與目標(biāo)之間存在污染物而可能發(fā)生差接觸。在一些情況下，目標(biāo)可以是車輪，諸如列車車輪。

可能期望驗(yàn)證超聲測(cè)試結(jié)果以確保它們的精確性。在沒(méi)有驗(yàn)證的情況下，超聲測(cè)試結(jié)果可能被誤解，導(dǎo)致缺陷不存在或在可接受限度內(nèi)的錯(cuò)誤結(jié)論。此類錯(cuò)誤可導(dǎo)致車輪在操作期間發(fā)生故障，造成諸如設(shè)備損壞和人身傷害的災(zāi)難性后果。

因此，存在對(duì)用于驗(yàn)證超聲測(cè)試結(jié)果的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法的持續(xù)需要。

在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了超聲測(cè)試系統(tǒng)并且可包括一個(gè)或多個(gè)矩陣陣列超聲探頭、探頭定位組件和分析儀。探頭定位組件可被構(gòu)造成機(jī)械地耦接至一個(gè)或多個(gè)矩陣陣列超聲探頭，以及將一個(gè)或多個(gè)矩陣陣列超聲探頭定位用于與包括至少一個(gè)耦接驗(yàn)證幾何結(jié)構(gòu)(geometry)的車輪超聲通信。一個(gè)或多個(gè)矩陣陣列超聲探頭中的每一個(gè)均可被構(gòu)造成發(fā)射指向車輪內(nèi)的耦接驗(yàn)證幾何結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證超聲信號(hào)，在從至少一個(gè)耦接驗(yàn)證幾何結(jié)構(gòu)中的各自一個(gè)反射之后測(cè)量其發(fā)射的驗(yàn)證超聲信號(hào)，以及以下中的至少一者：發(fā)射超聲檢查信號(hào)和測(cè)量從定位在車輪的檢查區(qū)域內(nèi)的缺陷反射的檢查超聲信號(hào)。分析儀可被構(gòu)造成接收所測(cè)量的驗(yàn)證超聲信號(hào)和所測(cè)量的檢查超聲信號(hào)，確定所測(cè)量的驗(yàn)證超聲信號(hào)與參考驗(yàn)證信號(hào)匹配，以及輸出表示所測(cè)量的檢查超聲信號(hào)的驗(yàn)證的第一通知。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，分析儀可被構(gòu)造成確定所測(cè)量的驗(yàn)證超聲信號(hào)與參考驗(yàn)證信號(hào)不匹配，以及輸出表示所測(cè)量的檢查超聲信號(hào)的無(wú)效的第二通知。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，矩陣陣列超聲探頭中的每一個(gè)均可被構(gòu)造成將所發(fā)射的驗(yàn)證超聲束掃掠通過(guò)預(yù)定方向的弧，以及在從多個(gè)各自的耦接驗(yàn)證幾何結(jié)構(gòu)反射之后測(cè)量多個(gè)驗(yàn)證超聲信號(hào)。