[發(fā)明專利]火箭燃料貯箱焊縫的多模式全聚焦檢測方法、系統(tǒng)及介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010117609.2
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111257426A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王飛;周正干;危荃;李文濤;李洋;馬超群
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天精密機械研究所;北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/07;G01N29/44
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種火箭燃料貯箱焊縫的多模式全聚焦檢測方法、系統(tǒng)及介質(zhì)，包括：步驟1：采集陣列超聲全矩陣數(shù)據(jù)；步驟2：確定聲束發(fā)射和接收路徑；步驟3：根據(jù)聲束發(fā)射和接收路徑計算聲束的傳播時間；步驟4：根據(jù)聲束傳播時間對陣列超聲全矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到全矩陣圖像矩陣；步驟5：對全矩陣圖像矩陣進(jìn)行對比分析和判定；步驟6：對全矩陣圖像矩陣的判定結(jié)果進(jìn)行檢測。本發(fā)明能夠顯著提高成像分辨率，減小成像畸變，提高檢測能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陣列超聲全聚焦檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種火箭燃料貯箱焊縫的多模式全聚焦檢測方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)

基于全矩陣數(shù)據(jù)的檢測與評價是近十年來發(fā)展的陣列超聲新技術(shù)，與基于相位控制的方法不同，并不采用合成聲束與試件內(nèi)部缺陷相互作用，其工作模式稱為全矩陣采集，而全聚焦方法是應(yīng)用最為廣泛的時域全矩陣數(shù)據(jù)檢測成像算法，全聚焦方法能夠在不增加聲束發(fā)射數(shù)量的前提下，利用后處理計算實現(xiàn)任意數(shù)量聚焦聲束的檢測成像，突破了常規(guī)陣列超聲檢測方法的檢測能力瓶頸，大幅度提升了檢測結(jié)果的靈敏度和分辨率。

在采用陣列超聲方法對火箭燃料貯箱焊縫位置處可能存在的氣孔、裂紋等缺陷進(jìn)行檢測時，由于零件壁厚較薄，容易受到超聲近場的影響，而且缺陷圖像也存在較大畸變。采用楔塊耦合的多模式全聚焦的方法可以規(guī)避超聲近場的影響，實現(xiàn)缺陷的檢測和定量評價。

專利文獻(xiàn)CN109490419A(申請?zhí)枺?01910010408.X)公開了一種全聚焦成像的聲束校準(zhǔn)方法，該方法通過實際測量標(biāo)準(zhǔn)試塊中橫通孔的幅值信息來建立聲束校準(zhǔn)矩陣以補償聲波能量衰減，校準(zhǔn)的步驟如下：制作標(biāo)準(zhǔn)試塊；全矩陣數(shù)據(jù)的采集及存儲；子全矩陣數(shù)據(jù)的提??；對每一個子全矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行全聚焦成像；提取橫通孔幅值信息并生成原始校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；對原始校準(zhǔn)數(shù)據(jù)做線性插值計算生成聲束校準(zhǔn)矩陣；對全聚焦成像進(jìn)行聲束校準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種火箭燃料貯箱焊縫的多模式全聚焦檢測方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明提供的火箭燃料貯箱焊縫的多模式全聚焦檢測方法，包括：

步驟1：采集陣列超聲全矩陣數(shù)據(jù)；

步驟2：確定聲束發(fā)射和接收路徑；

步驟3：根據(jù)聲束發(fā)射和接收路徑計算聲束的傳播時間；

步驟4：根據(jù)聲束傳播時間對陣列超聲全矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到全矩陣圖像矩陣；

步驟5：對全矩陣圖像矩陣進(jìn)行對比分析和判定；

步驟6：對全矩陣圖像矩陣的判定結(jié)果進(jìn)行檢測。

優(yōu)選地，所述步驟1包括：根據(jù)燃料貯箱壁厚以及檢測范圍，確定楔塊參數(shù)和換能器參數(shù)，并采集陣列超聲全矩陣數(shù)據(jù)；

對于N個陣元晶片的換能器，進(jìn)行N次超聲波激勵和N×N次A型信號的接收，第i次超聲波激勵由陣元晶片i單獨完成，反射回波由N個陣元晶片分別接收，形成N組A型信號。

優(yōu)選地，所述步驟2包括：將試件的檢測區(qū)域劃分為離散的聚焦點，并確立多種從換能器到聚焦點的聲束發(fā)射和接收路徑，將換能器發(fā)射的聲束以不同的聲波模態(tài)和在試件中經(jīng)不同的反射次數(shù)到達(dá)虛擬聚焦點處。

優(yōu)選地，所述步驟3包括：根據(jù)聲束發(fā)射和接收路徑，計算每種路徑策略對應(yīng)的陣元i傳播到聚焦點P，再返回至陣元j的傳播時間tij(x,z)，計算出各聲束發(fā)射和接收路徑下每個陣元點到每個離散聚焦點的聲波傳播時間。

優(yōu)選地，所述步驟4包括：根據(jù)聲束傳播時間對全矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行平移疊加，構(gòu)造出全矩陣圖像矩陣，特定聚焦點(x,z)的像素幅值I(x,z)表示為：

其中，