[发明专利]一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波相控阵无损检测领域，尤其涉及一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法。

背景技术

超声波相控阵无损检测技术在现代工业无损检测中发挥着重要的作用，具有极大的应用前景。在超声波相控阵无损检测中，往往需要在探头的下方安装楔块，以达到使用超声波远场区进行检测并使超声波束发生一定角度初始偏转的目的。由于超声波在楔块中传播同样需要一定的时间，在检测开始时需要测量这段时间，也就是对超声波相控阵检测装置的楔块延时校准。然而由于楔块在使用中特别是在很多在线检测的应用中，会不断的产生磨损，一旦楔块产生较大量的磨损，而又不能及时对楔块延时重新进行校准时，就会使对被检工件内部缺陷的定位出现误差。

为了解决上述问题，提高超声波相控阵无损检测的定位精度，本发明提出一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法，该方法仅需要在超声波相控阵检测仪开始工作时进行一次楔块延时校准，就可以在后续的使用中不断的自动计算楔块延时，从而达到自适应超声波相控阵楔块延时的目的。

发明内容

本发明的目的是改善现有技术的不足，提供一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法。

一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法步骤如下：

步骤一：在超声波相控阵检测装置主机上安装探头和楔块，对超声波相控阵检测装置进行声速校准、楔块延时校准、灵敏度校准及编码器校准；

步骤二：设置超声波相控阵检测装置的延时规则、聚焦法则、增益、抑制、起始、范围、声速、电压、平均、标尺、工件厚度、工件材料、检测模式、聚焦深度、探头类型、探头阵元数、探头频率及波束类型；

步骤三：根据步骤一中的楔块延时校准程序，获得楔块延时的时间                                                与探头始波结束时间；

步骤四：去掉一些幅值低于下限门槛值的信号，采用公式如下：

，k∈[1,N]

其中，为时间范围[,]内获取的回波信号，为对数坐标系的参考幅值，为下限门槛值，为经过处理的回波信号，N为x中包含数值的个数，k为索引；

步骤五：使用移动平均算法，对步骤四中经过处理的回波信号进行平滑处理，移动平均算法的表达式如下：

，k∈[1,N-n+1]

其中，x为时间范围[,]内获取的回波信号，y为经过平滑处理后的回波信号，N为x中包含数值的个数，n为移动平均算法中每次平均使用数值的个数，k为索引；

步骤六：检测信号y在时间范围[,]内的最大值及最大值所在的时间，并认为该时间为新的超声波相控阵楔块延时时间，并将该时间重新定义为；

步骤七：在超声波相控阵无损检测过程中，重复步骤四到步骤六，不断获取新的超声波相控阵楔块延时时间，达到自适应超声波相控阵楔块延时的目的。

本发明的有益效果：本发明结合超声波相控阵无损检测技术，提取回波信号中包含的楔块延时信号，仅需要在超声波相控阵检测仪开始工作时进行一次楔块延时校准，就可以在后续的使用中不断的适应由于楔块磨损带来的延时，从而提高对被检工件内部缺陷的定位精度。

附图说明

图1为本发明的一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法的峰值检测示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的实施例，详细说明本发明的技术方案：

步骤一：在超声波相控阵检测装置主机上安装探头和楔块，对超声波相控阵检测装置进行声速校准、楔块延时校准、灵敏度校准及编码器校准，本例中超声波相控阵检测装置主机型号为OMNISCAN MX，探头型号为5L64-A2，楔块型号为SA2-N55S；；

步骤二：设置超声波相控阵检测装置的延时规则、聚焦法则、增益、抑制、起始、范围、声速、电压、平均、标尺、工件厚度、工件材料、检测模式、聚焦深度、探头类型、探头阵元数、探头频率及波束类型，本例中采用扇形扫描、增益-16dB、抑制0%、起始0mm、范围150mm、声速3230m/s、电压80V、平均1次、工件厚度110mm、工件材料为碳钢、聚焦深度200mm、探头类型为纵波探头、探头阵元数64、探头频率5MHz、55°横波检测；

步骤三：根据步骤一中的楔块延时校准程序，获得楔块延时的时间与探头始波结束时间，本例中、；

步骤四：去掉一些幅值低于下限门槛值的信号，采用公式如下：

，k∈[1,N]