[發明專利]一種基于合成孔徑原理的檢測傳感器裝置及其系統方法

有效

• 申請號: 202011092654.3
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112505141B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 林俊明;張碧星;蔡桂喜;沈建中;吳曉瑜;戴永紅;沈淮
• 申請（專利權）人: 愛德森（廈門）電子有限公司;中國科學院聲學研究所;中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N27/904
• 分類號: G01N27/904;G01N29/04;G01N29/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于合成孔徑原理的檢測傳感器裝置，包括殼體(1)、超聲換能元件(2)和渦流傳感器元件(3)，其特征在于設置于所述殼體(1)內的超聲換能元件(2)包括多個環形間隔層超聲晶片(21)，渦流傳感器元件(3)包括多個環形間隔排列渦流傳感器線圈(31)；

其中環形間隔層超聲晶片(21)與環形間隔排列渦流傳感器線圈(31)設置為圍繞同一圓心環形間隔陣列，同圓心環形間隔陣列的環形間隔層超聲晶片(21)和環形間隔排列渦流傳感器線圈(31)的相鄰層之間具有絕緣層，形成為環形檢測傳感器對Ｌ1～Ｌn，每一對Ｌ1～Ｌn設置為同一信道輸出檢測信號；

以及，所述的每一對環形間隔層超聲晶片(21)和環形間隔排列渦流傳感器線圈(31)利用單信道儀器，通過分時控制發射不同的渦流檢測用正弦波和超聲檢測用脈沖波，由同一信道獲得超聲陣列和渦流陣列的檢測信號融合處理。

2.根據權利要求1所述的一種基于合成孔徑原理的檢測傳感器裝置，其特征在于所述的分時控制設置為順序Ｌ1～Ｌn從同圓心環形陣列的圓心處向外延伸、或者設置為倒序Ｌn～Ｌ1從同圓心環形陣列的最外層向圓心處延伸的分時輪流單信道接收超聲檢測信號和渦流檢測信號的一種。

3.根據權利要求1所述的一種基于合成孔徑原理的檢測傳感器裝置，其特征在于所述環形間隔排列渦流傳感器線圈(31)的環形單個間隔層設置為單一線圈或者設置多個陣列渦流傳感陣元，兩種結構中的其中一種。

4.根據權利要求1所述的一種基于合成孔徑原理的檢測傳感器裝置，其特征在于所述環形間隔層超聲晶片(21)的環形單個間隔層設置為單一層超聲環形晶片或者設置為多個陣列超聲換能晶片，兩種結構中的其中一種。

5.根據權利要求3或4所述的一種基于合成孔徑原理的檢測傳感器裝置，其特征在于所述的環形間隔層超聲晶片(21)和環形間隔排列渦流傳感器線圈(31)可選擇性的根據被檢測產品(6)的形狀結構，選擇多個環形間隔層中的一個間隔層或單個間隔層中的若干個陣列超聲換能晶片(211)和若干個陣列渦流傳感陣元(311)作為檢測傳感器，根據被檢測產品(6)的形狀結構通過彈性裝置(7)調節檢測傳感器的縱向位置貼合于被檢測產品(6)的檢測面。

6.一種基于合成孔徑原理的檢測方法，用于超聲波檢測和渦流檢測的信號融合處理，其特征在于超聲檢測元件和渦流檢測元件設置為多個環形間隔層超聲晶片和多個環形間隔排列渦流傳感器線圈圍繞同一圓心環形間隔陣列，具體步驟如下：

a．超聲渦流元件配對：將相鄰的一對環形間隔層超聲晶片和環形間隔排列渦流傳感器線圈設置為同一信道的傳感器元件；

b．選擇信道：根據被檢測對象的外形和結構，選擇若干對同一信道的環形間隔層超聲晶片和環形間隔排列渦流傳感器線圈作為檢測傳感器；

c.分時發射正弦波和脈沖波：對被選擇的若干對同一信道的環形間隔層超聲晶片和環形間隔排列渦流傳感器線圈進行順序排列，分時輪流發送每一對環形間隔層超聲晶片和環形間隔排列渦流傳感器線圈的所需要的渦流檢測用正弦波和超聲檢測用脈沖波；

d.分時接收信號：每一對環形間隔層超聲晶片和環形間隔排列渦流傳感器線圈分時接收超聲檢測信號和渦流檢測信號后，將信號發送至處理單元；

e.信號融合分析：信號處理單元對接收的每一對環形間隔層超聲晶片和環形間隔排列渦流傳感器線圈的超聲檢測信號和渦流檢測信號進行融合分析處理，分析檢測結果。

7.根據權利要求6所述的一種基于合成孔徑原理的檢測方法，其特征在于所述步驟c和步驟d中的分時發送和分時接收超聲檢測信號和渦流檢測信號后的輪流順序設置為順序Ｌ1～Ｌn從同圓心環形陣列的圓心處向外延伸、或者設置為倒序Ｌn～Ｌ1從同圓心環形陣列的最外層向圓心處延伸的分時輪流單信道接收超聲檢測信號和渦流檢測信號的其中一種方式順序輪流。