[發明專利]冶金板材缺陷的變頻率比較定量檢測方法

在審

• 申請號: 202010013143.1
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111189923A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 陳雄
• 申請（專利權）人: 陳雄
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種冶金板材缺陷的變頻率比較定量檢測方法，其特征在于，采用變頻率高頻超聲脈沖檢測方法，具體來說，采用2種以上不同頻率的高頻超聲脈沖，通過機械掃描的方式檢測鋼板表面下某一深度范圍內的夾雜物缺陷，得到不同靈敏度情況下的鋼板內夾雜物缺陷的超聲波反射信號；在檢測中保持檢測機械掃描的步長、起始位置精確相同，使得在同一位置點上、采用不同頻率分別測得的不同靈敏度水平的超聲波信號可以相互比較；通過比較分析同一位置點的夾雜物反射信號強弱，并結合實際解剖驗證得到的相應夾雜物實際尺寸，得到夾雜物定量判定的各靈敏度級別的多頻率信號綜合特征；由此，在后續的檢測過程中，根據某一個檢測點的多頻率信號特征，快速地將所有的超閾值夾雜物反射信號進行定量分級處理，并得到各個不同尺寸級別的夾雜物大小、數量和分布位置。

2.根據權利要求1所述的冶金板材缺陷的變頻率比較定量檢測方法，其特征在于，具體操作步驟如下：

第一步，對待分析鋼材原料進行外觀加工處理，包括，將原料加工成厚度尺寸大體一致的板材樣品，對各個樣品表面進行相同的磨光處理，保證檢測樣品的一致性；

第二步，采用超聲波多頻率傳感器組配合機械掃描獲取成像結果圖組，所述超聲波多頻率傳感器組采用三種不同的頻率：分別為較低靈敏度、中靈敏度，較高靈敏度，對樣品進行掃描，分別得到三張不同靈敏度水平的夾雜物缺陷分布圖，在掃描檢測過程中，保持檢測機械掃描的步長、起始位置精確相同；測量的原理如下，超聲波在鋼中傳播速度一定的情況下，如果超聲波頻率較低，則波長較長，根據衍射原理，能發現的夾雜物缺陷目標尺寸相對較大；采用高頻率的掃描圖能夠測得的夾雜物數量最多，尺寸也最小；如果超聲波頻率較高，則波長較短，能發現的夾雜物缺陷目標尺寸相對也較小，而尺寸較小的夾雜物數量也相應較大；低頻率的掃描圖能夠測得的夾雜物數量較少；

第三步，確定由上述得到的不同頻率掃描圖中的信號超閾值位置點，然后對比并確定各點在圖中是否重合；

然后，提取所有超閾值信號的位置點的超聲信號，截取相同監測深度的信號段；在較低靈敏度掃描圖中，對比兩個、或多個相連的超閾值夾雜物信號是否在樣品內處于相同的深度位置，如果兩相連超閾值夾雜物信號的深度位置相同，則表示這兩個位置點的信號應該是由同一個較大的夾雜物反射產生的；如果兩相連超閾值夾雜物信號的深度位置不相同，則表示這兩個位置點的信號應該是由兩個不同的相對較大的夾雜物反射產生的；

第四步，根據上述步驟確定的各頻率級別掃描圖中的相同位置點的超閾值點是否重合的情形，對所有超閾值點按照如下規則進行分組：

（1）對某一相同掃描位置點，較高靈敏度頻率檢測結果顯示出明顯反射信號回波，但是在設定閾值以下，而中靈敏度頻率、較低靈敏度頻率檢測結果則無明顯回波；

（2）對某一相同掃描位置點，較高靈敏度頻率檢測結果超閾值，而中靈敏度頻率、較低靈敏度頻率檢測結果不超閾值；

（3）對某一相同掃描位置點，較高靈敏度頻率和中靈敏度頻率檢測結果均超閾值，而較低靈敏度頻率檢測結果不超閾值；

（4）在中靈敏度頻率掃描圖中，存在相鄰的超閾值位置點，而在該點上，較低靈敏度頻率檢測結果不超閾值；

（5）在較低靈敏度頻率掃描圖中，存在超閾值位置點，并在該點上，較高靈敏度頻率和中靈敏度頻率檢測結果均超閾值；

第五步，根據上述分類情況，對相應位置點進行解剖對比校準，從而逐一確定各類情況下的夾雜物尺寸級別；在后續的檢測中，可以根據上述多頻率信號的綜合特征，比較在相同檢測點的所有頻率結果超閾值情況、低靈敏度情況下超閾值點是否相連的情況，形成定量分析判據；

最后，根據上述實際結果和夾雜物定量評價模型得出各尺寸級別的數量、大小、分布情況。

3. 根據權利要求2所述的冶金板材缺陷的變頻率比較定量檢測方法，其特征在于，所述超聲波傳感器組合中，在頻率10M～30MHz范圍內，所述較低靈敏度頻率為10MHz-16MHz，所述中靈敏度頻率為18MHz-22 MHz，所述較高靈敏度頻率為25MHz-30MHz。