[發明專利]鈦合金相控陣線陣超聲檢測聲場模型構建方法

在審

• 申請號: 202110487821.2
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113075297A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 劉向宏;劉柯;王建國;李英浩;劉京州;馮勇;王凱旋;郝芳;王文盛;許恩恩
• 申請（專利權）人: 西部超導材料科技股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/11;G01N29/24;G01N29/44;G06F17/11
• 代理公司: 西安乾方知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61259
• 代理人: 胡思棉

本發明公開了一種鈦合金相控陣線陣超聲檢測聲場模型構建方法，根據檢測的鈦合金厚度選擇探頭聚焦深度范圍和每組虛擬探頭晶片數，得到聲場能量覆蓋范圍；在聲場能量覆蓋范圍內進行不同深度的平底孔測試并記錄聲場能量分布數據；根據聲場能量分布數據，得到能量分布云圖；根據聲場能量分布數據進行對比試塊平底孔靜態、動態掃查試驗，調整掃查數據得到最優的動態掃查結果，該方法能夠準確直觀的建立不同聚焦法則下的相控陣線陣超聲檢測聲場模型，根據聲場能量的覆蓋，為鈦合金鍛坯相控陣超聲檢測提供可靠的方法指導，解決了目前鈦合金鍛坯相控陣檢測方法的匱乏且有助于制定高效準確的超聲波檢驗方法，可以對鈦合金鍛坯進行質量控制。

技術領域

本發明涉及材料無損檢測技術領域，尤其涉及一種鈦合金相控陣線陣超聲檢測聲場模型構建方法。

背景技術

隨著無損檢測自動化、數字化、圖像化的發展，超聲檢測需要引進高效率、更精確的自動無損檢測系統。對于規格較大的鈦合金鍛坯超聲檢測，由于鈦合金的組織特性，應用常規超聲檢測的結果具有較低的信噪比，因此針對較厚的鍛坯檢測時，為了達到檢測靈敏度需要配合檢測效率低下的雙面檢測，而且在現有的超聲波檢測應用中，具體針對鈦合金鍛坯相控陣的檢測方法沒有充分介紹說明。

發明內容

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種鈦合金相控陣線陣超聲檢測聲場模型構建方法，根據構建的聲場模型中能量分布，確定檢測聲場的覆蓋，從而指導鈦合金鍛坯相控陣檢測方法的確認，解決了目前鈦合金鍛坯相控陣檢測方法的匱乏。合理有效的聲場分析方法有助于制定高效準確的超聲波檢驗方法，更加有效的對鈦合金鍛坯進行質量控制。

為實現上述目的，本發明提供一種鈦合金相控陣線陣超聲檢測聲場模型構建方法,包括以下步驟：

步驟一：根據需要檢測的鈦合金厚度選擇探頭聚焦深度范圍和每組虛擬探頭晶片數，得到聲場能量覆蓋范圍；

步驟二：在聲場能量覆蓋范圍內進行不同深度的平底孔測試并記錄聲場能量分布數據；

步驟三：根據聲場能量分布數據，得到能量分布云圖；

步驟四：根據聲場能量分布數據進行對比試塊平底孔靜態、動態掃查試驗，調整掃查數據得到最優的動態掃查結果。

作為優選，步驟一中的聲場能量覆蓋范圍是通過式(1)、式(2)式(3)和式(4)計算有效聲束寬度和有效聲束長度得到的，

d＝0.2568DS_F (3)

式中L為有效聲束長度，F為焦距，N為近場區長度，D為晶片寬度，d為有效聲束寬度，λ為超聲波波長。

作為優選，有效聲束寬度和有效聲束長度是在能量下降一半聲場中采用相控陣聲場理論計算法得到的。

作為優選，步驟二中在平底孔測試中是根據相同平底孔當量下，在不同聚焦法則下通過移動探頭前后與左右方向，測量不同深度平底孔下超聲波能量幅值的變化。

作為優選，測量不同深度平底孔下超聲波能量幅值的變化包括測量有效聲束寬度前后左右能量幅值下降一半的寬度方向的幅值數據和聲場傳播方向的能量幅值下降一半的長度幅值數據。

作為優選，在步驟三中能量分布云圖是應用數字圖像處理和雙線性插值方法得到的。

作為優選，雙線性插值是對測量數據根據式(5)中一元線性關系，進行插值補充數值，

n＝am+b (5)

式中，m為原始數據的像素點位置，n計算為插值數值，a為斜率，b為線性關系的截距。