[發明專利]一種旋轉超聲檢測圓棒表面和近表面缺陷的信號識別方法

有效

• 申請號: 201911295413.6
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110988127B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 胡柏上;劉棟
• 申請（專利權）人: 寶武杰富意特殊鋼有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/07
• 代理公司: 韶關市雷門專利事務所(普通合伙) 44226
• 代理人: 周勝明

1.一種旋轉超聲檢測圓棒表面和近表面缺陷的信號識別方法，其特征在于，包括：

基于探頭發出的超聲波聲束傾斜入射圓棒，根據預設作圖策略確定所述超聲波聲束的任意邊緣聲線入射至所述圓棒中的折射波型和折射角；

根據超聲波聲束的入射線在水中的中心對稱聲線入射至所述圓棒中的折射波型和折射角，確定所述超聲波聲束入射至所述圓棒中形成的波型聲場范圍；

將所述探頭按照預設路徑對所述圓棒進行旋轉掃查，采集經過所述圓棒的折射超聲回波信號，對所述折射超聲回波信號進行分析以識別出所述圓棒的表面缺陷和近表面缺陷信號；

其中，根據預設作圖策略確定所述超聲波聲束的任意邊緣聲線入射至所述圓棒中的折射波型和折射角，包括：

所述超聲波聲束的任意邊緣聲線傾斜入射至所述圓棒表面，過入射點作法線，在入射聲線一側作法線的第一平行線，在入射聲線的折射聲線一側分別作所述法線的第二平行線和第三平行線；

所述第一平行線、第二平行線、第三平行線與所述法線的間距按預設比例進行設置，所述間距按預設比例分別對應于水中的縱波聲速、鋼中的縱波聲速、鋼中的橫波聲速；

以入射點為圓心過所述第一平行線與入射聲線的交點畫圓，所述圓與所述第二平行線、第三平行線相交，過圓心與所述第二平行線的相交點的射線為縱波折射線，所述縱波折射線與法線的夾角為縱波折射角；過圓心與所述第三平行線的相交點的射線為橫波折射線，所述橫波折射線與法線的夾角為橫波折射角；

在橫波折射線和縱波折射線確定之后，還包括：根據所述圓與所述第二平行線、第三平行線的關系判定所述圓棒中存在的波型情況；

根據所述圓與所述第二平行線、第三平行線的關系判定所述圓棒中存在的波形情況，包括：

當所述圓與所述第二平行線、第三平行線均相交時，則所述圓棒中存在縱波和橫波；

當所述圓僅與所述第三平行線相交時，則所述圓棒中只存在橫波；

當所述圓與所述第二平行線、第三平行線均不相交時，則所述圓棒中不存在縱波和橫波；

確定所述超聲波聲束入射至所述圓棒中形成的波型聲場范圍，包括：根據所述圓棒中的折射縱波角度確定縱波聲場在所述圓棒中的分布范圍，根據所述圓棒中的折射橫波角度確定橫波聲場在所述圓棒中的分布范圍；

將所述探頭按照預設路徑對所述圓棒進行旋轉掃查，采集經過所述圓棒的折射超聲回波信號，對所述超聲回波信號進行分析以識別出所述圓棒的表面缺陷和近表面缺陷信號，包括：

根據折射角計算弦長，轉動所述探頭同時調節探頭角度在對應位置找出中心聲束的最佳表面槽信號，由此確定入射角和圓鋼中橫波聲場情況，根據表面槽的端角全反射角度范圍和超聲場發散情況預測旋轉掃查信號高寬比和界面波寬度情況；

當表面槽信號的高度達到預設高度要求時，在檢測圓棒的缺陷位置旋轉掃查，根據信號高寬比和界面波寬度情況，識別出所述圓棒的表面裂紋類面積型缺陷信號；

將所述探頭按照預設路徑對所述圓棒進行旋轉掃查，采集經過所述圓棒的折射超聲回波信號，對所述超聲回波信號進行分析以識別出所述圓棒的表面和近表面的缺陷信號，還包括：

根據皮下橫孔反射特點分析識別皮下橫孔旋轉掃查信號高寬比和界面波寬度情況；

當皮下橫孔信號的高度達到預設高度要求時，在檢測圓棒的缺陷位置旋轉掃查，根據信號高寬比和界面波寬度情況，識別出所述圓棒的近表面埋藏體積型缺陷信號。