[發明專利]一種鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201910120512.4
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109917019B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 丁楠;李厚補;魏斌;蔡雪華;丁晗
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測裝置，其特征在于，包括用于對待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)進行檢查的超聲相控陣檢測儀(1)和相控陣線性陣列探頭(2)；所述超聲相控陣檢測儀(1)包括計算機(4)、信號采集模塊(5)與顯示模塊(6)，所述相控陣線性陣列探頭(2)安置在待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)外表面，相控陣線性陣列探頭(2)與超聲相控陣檢測儀(1)相連；計算機(4)與相控陣線性陣列探頭(2)相連，相控陣線性陣列探頭(2)與信號采集模塊(5)相連，信號采集模塊(5)與計算機(4)相連，計算機(4)與顯示模塊(6)相連；其中，所述相控陣線性陣列探頭(2)為一維線陣探頭，包含有64個晶片；

所述超聲相控陣檢測儀(1)的計算機(4)將相控陣線性探頭(2)的64個晶片依次編號為1-64號，以每8個晶片分為一組依次進行激發超聲波，當1-8號晶片開始激發超聲波后，2-9號晶片為一組進行激發，以此類推，沿待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)軸向方向上各組晶片循環發射超聲波信號，則在不移動相控陣線性陣列探頭(2)的前提下，通過控制超聲波信號在待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)管壁深度方向上進行不同角度的偏轉及不同深度的聚焦，切換A掃與B掃兩種線掃模式，最后，根據該超聲波信號在待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)管壁內部傳播時產生的缺陷回波信號，進行數據處理后形成B掃圖像，同時保留在不同角度下的A掃波型信號；

所述計算機(4)在接收到兩個線掃通道下形成的A掃波型信號及B掃圖像后，計算在當前兩個通道設置參數前提下的覆蓋檢測區域的相應空間范圍；在兩次覆蓋區域中，針對同一空間位置上的兩個波幅信號選取較大波幅信號作為該位置的聲壓幅值響應；最后，以此類推形成新的檢測聲場并經處理后形成新的B掃圖像，并判斷鋼骨架聚乙烯復合管(3)的質量。

2.根據權利要求1所述的一種鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測裝置，其特征在于，晶片頻率為2MHz，晶片尺寸1mm×8mm。

3.根據權利要求1所述的一種鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測裝置，其特征在于，相控陣線性陣列探頭(2)與待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)軸向方向平行并引出導線，引出的導線與超聲相控陣檢測儀(1)相連。

4.根據權利要求1所述的一種鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測裝置，其特征在于，所述超聲相控陣檢測儀(1)通過設置在計算機(4)內的FPGA(7)采用聚焦法則進行數據采集，并將采集數據通過A/D轉換器(8)進行信號處理后提取有效信號，然后將有效信號通過PCI總線(9)進行圖像融合處理后傳輸至顯示模塊(6)。

5.根據權利要求1所述的一種鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測裝置，其特征在于，所述顯示模塊(6)包括有24位真彩顯示屏、USB和以太網接口，用于檢測結果的顯示及輸出。

6.一種鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測方法，其特征在于，首先根據待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)分別設置超聲相控陣檢測儀(1)的兩個線掃通道的檢測參數，其中兩個通道設置為一定角度的線性掃查模式，角度偏轉方向相反設置；其中，角度不超過20°；

在待測鋼骨架聚乙烯復合管道(3)外表面檢測面均勻涂抹上超聲波耦合劑，將相控陣探頭放置在已涂抹好耦合劑的檢測面上，相控陣線性陣列探頭(2)沿復合管軸向方向放置；

打開超聲相控陣檢測儀(1)的B掃模式，通過鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測技術，形成兩角度線掃的融合B掃成像檢測結果，根據B掃成像檢測結果來對待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)質量做出評價；

通過鋼骨架聚乙烯復合管相控陣成像檢測技術，形成兩角度線掃的融合B掃成像檢測結果的具體過程如下：

超聲相控陣檢測儀(1)將相控陣線性探頭(2)的64個晶片依次編號為1-64號，以每8個晶片分為一組依次進行激發超聲波，當1-8號晶片開始激發超聲波后，2-9號晶片為一組進行激發，以此類推，沿待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)軸向方向上各組晶片循環發射超聲波信號，在不移動相控陣線性陣列探頭(2)的前提下，通過控制超聲波信號在待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)管壁深度方向上進行不同角度的偏轉及不同深度的聚焦，切換A掃與B掃兩種線掃模式，最后，根據該超聲波信號在待測鋼骨架聚乙烯復合管(3)管壁內部傳播時產生的缺陷回波信號，進行數據處理后形成B掃圖像，同時保留在不同角度下的A掃波型信號；

計算機(4)在接收到兩個線掃通道下形成的A掃波型信號及B掃圖像后，計算在當前兩個通道設置參數前提下的覆蓋檢測區域的相應空間范圍；在兩次覆蓋區域中，針對同一空間位置上的兩個波幅信號選取較大波幅信號作為該位置的聲壓幅值響應；最后，以此類推形成新的檢測聲場并經處理后形成融合B掃成像檢測結果。