[发明专利]一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波探伤术领域，具体而言，本发明涉及一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法及装置。

背景技术

超声相控阵技术是近年来无损检测领域的研究热点。通过对超声阵列换能器中各个阵元施加独立的相位控制，可实现超声声束的聚焦和偏转。它可以灵活地采用多种扫描方式进行检测，具有检测速度快，灵敏度、分辨力与信噪比高等特点，能检测形状复杂的物体。

在超声相控阵检测中，根据一定的聚焦法则，通过对超声换能器阵列中的各阵元进行延迟激发，即可产生声束聚焦或偏转效果。与此同时，接收系统也需要依据各阵元与散射体的距离，对各阵元的回波信号进行相应程度的延迟，以使各阵元回波信号相干累加，波束成形技术是超声相控阵接收部分的关键技术，主要完成各阵元的相控发射、延迟接收、波束合成等工作，是实现超声声束聚焦、偏转的关键，是超声成像质量的决定因素之一。

偏转即控制声束扫描的方向，聚焦是指控制声束的能量集中点。从某种意义上说偏转是一种焦点在某个方向上无穷远处的聚焦。偏转常与聚焦结合使用。超声成像中的各种聚焦方法也代表着波束形成技术的不断进步。

在某些相控阵超声检测中，需要在相控阵探头的前端加入楔块，起到减小盲区、保护探头等作用，而此时楔块的引入使得超声声波的传播路径引入了折射因素。在应用动态聚焦算法时，计算延迟量时需要考虑到楔块和被测物之间的折射效果，而两材料中两点间的折射路径的准确计算需要复杂的方程组和三角函数求解，难度较大

发明内容

为了解决现有技术中相控阵探头前端加入楔块后造成聚焦算法复杂、运算量大的问题，提出了一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法，可以以较小的计算代价得到相对准确的当前阵元的延迟量。

本发明实施例提供了一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法，包括，

计算预想聚焦点对应的预测入射点；

计算当前阵元到所述预测入射点、所述预测入射点到所述预想聚焦点的预测声时总和；

移动所述预测入射点形成移动入射点，计算当前阵元到所述移动入射点、所述移动入射点到所述预想聚焦点的移动声时总和；

找出所述预测声时总和与移动声时总和中最小值，作为实际声时总和；

将所述实际声时总和与中心阵元达到预想聚焦点的声时进行对比，得到所述当前阵元到达所述预想聚焦点的延迟量。

根据本发明实施例所述的一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法的一个进一步的方面，在非首次计算预想聚焦点对应的预测入射点时，将前次所述预测声时总和与移动声时总和中最小值的预测入射点或移动入射点作为本次计算的预测入射点。

根据本发明实施例所述的一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法的再一个进一步的方面，移动所述预测入射点形成移动入射点包括，以一预定的步进值移动所述预测入射点作为所述移动入射点，其中，移动方向为从中心阵元到所述当前阵元的方向。

根据本发明实施例所述的一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法的另一个进一步的方面，移动所述预测入射点形成移动入射点包括，获得所述预测入射点与当前阵元水平方向上的矢量距离，以所述矢量距离中最小的值作为步进值，以该步进值移动所述预测入射点作为所述移动入射点，其中，移动方向为从中心阵元到所述当前阵元的方向。

根据本发明实施例所述的一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算方法的另一个进一步的方面，在计算当前阵元到所述预测入射点或者计算当前阵元到所述移动入射点时，当所述当前阵元到达所述预测入射点或者移动入射点的入射角度大于全反射角时，则所述当前阵元到所述预测入射点的声时和当前阵元到所述移动入射点的声时为，当前阵元以全反射角出发到达楔块与被测物之间的界面后，沿着平行于所述界面的方向到达所述预测入射点或者移动入射点的声时。

本发明实施例还提供了一种具有楔块的超声波检测中延迟量计算装置，包括，

预测入射点计算单元，用于计算预想聚焦点对应的预测入射点；

预测声时总和计算单元，用于计算当前阵元到所述预测入射点、所述预测入射点到所述预想聚焦点的预测声时总和；

移动声时总和计算单元，用于移动所述预测入射点形成移动入射点，计算前阵元到所述移动入射点、所述移动入射点到所述预想聚焦点的移动声时总和；

实际声时总和计算单元，用于找出所述预测声时总和与移动声时总和中最小值，作为实际声时总和；

比较单元，将所述实际声时总和与中心阵元达到预想聚焦点的声时进行对比，得到所述当前阵元到达所述预想聚焦点的延迟量。