[发明专利]一种基于超声TOFD法的近表面缺陷定量化检测方法

权利要求书

1.一种基于超声TOFD法的近表面缺陷定量化检测方法，其特征是，它的实现方法为：

步骤一：根据被检测体的厚度(h)及两个超声波探头发出的超声波在被检测体中的折射角度θ，调整两个超声波探头之间的距离S，使S满足：S≈4×h×tgθ，并检测系统的时间延迟t₀；

步骤二：在被检测焊缝上标记xyz三维检测坐标系，所述坐标系为直角坐标系，其中，z轴与被检测焊缝的中心线相重合，x轴位于被检测焊缝所在表面，并且待检测的缺陷端部(D)位于xy平面上；所述的两个超声波探头位于x轴上，并且两个超声波探头以原点(O)为中心对称，对被检测体进行A扫描，获取第一列A扫描信号，根据所述A扫描信号与步骤一获得的时间延迟t₀计算缺陷波在被检测焊缝中的传播距离S₁；然后以xy平面内的两个超声波探头的声入射点A、B为椭圆的两个焦点，以2a₁＝S₁作为椭圆的长轴，以 作为椭圆的短轴，获得位于xy平面的y轴负半轴的半椭圆(L₁)的方程式；

步骤三：保持一个超声波探头(5)位置不动，将另一个超声波探头(6)沿x轴移至B′处，然后再次对被检测体进行A扫描，获取第二列A扫描信号，根据所述A扫描信号与步骤一获得的时间延迟t₀计算缺陷波在被检测焊缝中的传播距离S₂，然后以xy平面内的两个超声波探头的声入射点A、B′为椭圆的两个焦点，以2a₂＝S₂作为椭圆的长轴，以 作为椭圆的短轴，获得位于xy平面的y轴负半轴的半椭圆(L₂)的方程式；

步骤四：将步骤二获得的半椭圆(L₁)的方程和步骤三获得的半椭圆(L₂)的方程进行联立求解，获得两个半椭圆的交点坐标(x₁、y₁)，则缺陷端部(D)在焊缝中的横向位置为x₁，缺陷端部(D)在焊缝中的埋藏深度为2h-|y₁|。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声TOFD法的近表面缺陷定量化检测方法，其特征在于，步骤二所述的计算缺陷波在被检测焊缝中的传播距离S₁的方法为：根据缺陷波在被检测焊缝中的传播时间t₁及缺陷波在被检测焊缝中的声速v，并依据公式S₁＝(t₁-t₀)×v获得。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声TOFD法的近表面缺陷定量化检测方法，其特征在于，步骤三所述的计算缺陷波在被检测焊缝中的传播距离S₂的方法为：根据缺陷波在被检测焊缝中的传播时间t₂及缺陷波在被检测焊缝中的声速v，并依据公式S₂＝(t₂-t₀)×v获得。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声TOFD法的近表面缺陷定量化检测方法，其特征在于，缺陷波是指一个超声波探头发射出的纵波被检测焊缝底面反射到达被检测焊缝的缺陷端部(D)处并发生衍射后，再次经被检测焊缝底面反射后被另一个超声波探头接收的波。