[發(fā)明專利]一種斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910671410.1 | 申請日： | 2019-07-24 |
| 公開（公告）號： | CN110414122B | 公開（公告）日： | 2020-04-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 涂君;蔡卓越;宋小春;張旭;徐煦源;文輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 湖北工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F30/17 |
| 代理公司： | 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104 | 代理人： | 涂潔;劉代樂 |
| 地址： | 430068 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 入射線 聚焦 sv 曲面 曲折 線圈 設(shè)計 方法 | ||
本發(fā)明涉及無損檢測電磁超聲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計方法。以工件曲面圓心為原點O，以原點O與曲折線圈的首根導(dǎo)線截面中心點的連線為y軸，構(gòu)建二維直角坐標(biāo)系，并使曲折線圈其余各根導(dǎo)線截面中心點沿順時針方向分布在所述二維直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的工件曲面外壁上；根據(jù)曲折線圈產(chǎn)生的SV波在二維直角坐標(biāo)系中的聚焦點坐標(biāo)計算曲折線圈的最大寬度設(shè)計極限值；根據(jù)最大寬度設(shè)計極限值計算曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點坐標(biāo)；根據(jù)計算出的曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點坐標(biāo)完成曲面曲折線圈的設(shè)計。可以設(shè)計出曲面金屬工件曲率一致的曲面結(jié)構(gòu)的斜入射線聚焦曲折線圈，減小了設(shè)計誤差，提高了缺陷檢測精度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及無損檢測電磁超聲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計方法。
背景技術(shù)
日本學(xué)者Ogi提出了斜入射線聚焦曲折線圈的計算方法，利用相鄰兩個線圈點到線聚焦點的距離差為1/2個波長來設(shè)計斜入射線聚焦曲折線圈，但設(shè)計的線圈為平面曲折線圈，主要用來檢測平面結(jié)構(gòu)的板材，而檢測類似鋼管的曲面工件時，具有較大的誤差。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)的蘇日亮等人研究了利用射入射線聚焦曲折線圈來檢測鋼管，但在實驗與仿真中將鋼管簡化為鋼板，利用的依然是平面結(jié)構(gòu)的曲折線圈。實際情況中鋼管的曲面對缺陷檢測存在干擾，從而導(dǎo)致在檢測時，設(shè)計線聚焦點與實際有差別，使得缺陷檢測信號較弱，檢測結(jié)果準(zhǔn)確性低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，發(fā)明了一種斜入射線聚焦SV波曲面曲折線圈的設(shè)計方法，它能設(shè)計出與曲面金屬工件曲率一致的曲面結(jié)構(gòu)的斜入射線聚焦曲折線圈，其優(yōu)化了曲面金屬工件內(nèi)部缺陷檢測信號，提高了缺陷檢測的精度。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：包括以下步驟：
步驟S1，以工件曲面圓心為原點O，以原點O與曲折線圈的首根導(dǎo)線截面中心點的連線為y軸，構(gòu)建二維直角坐標(biāo)系，并使曲折線圈其余各根導(dǎo)線截面中心點沿順時針方向分布在所述二維直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的工件曲面外壁上；
步驟S2，根據(jù)曲折線圈產(chǎn)生的SV波在二維直角坐標(biāo)系中的聚焦點坐標(biāo)計算曲折線圈的最大寬度設(shè)計極限值；
步驟S3，根據(jù)最大寬度設(shè)計極限值計算曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點坐標(biāo)；
步驟S4，根據(jù)計算出的曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點坐標(biāo)完成曲面曲折線圈的設(shè)計。
較為優(yōu)選的，所述步驟S2中，根據(jù)曲折線圈產(chǎn)生的SV波在二維直角坐標(biāo)系中的聚焦點坐標(biāo)計算曲折線圈的最大寬度設(shè)計極限值包括：
步驟S21，計算經(jīng)過原點O與聚焦點(xF，yF)的直線l1：
步驟S22，計算直線l1與工件曲面外壁的相交點(xmax，y)，所述相交點(xmax，y)為曲折線圈的最大寬度設(shè)計極限值。
較為優(yōu)選的，所述步驟S3中，根據(jù)最大寬度設(shè)計極限值計算曲折線圈各根導(dǎo)線截面中心點坐標(biāo)包括：
步驟S31，根據(jù)工件的曲面半徑R1和聚焦點坐標(biāo)(xF，yF)計算曲折線圈首根導(dǎo)線截面中心點到聚焦點的距離r1，所述
步驟S32：根據(jù)首根導(dǎo)線截面中心點到聚焦點的距離r1計算第i根導(dǎo)線截面中心點到聚焦點的距離ri，所述其中，c為橫波在工件中的傳播速度；
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