[发明专利]一种自动定位成像的三维超声无损检测系统及方法

权利要求书

1.一种自动定位成像的三维超声无损检测系统，其特征在于：包括一体化超声波探头(2)、数据线(3)、超声波信号发生与接收器(4)、USB接口线(5)和计算机数据处理系统(6)，所述一体化超声波探头(2)的一部分信号连接线经一部分所述数据线(3)与所述超声波信号发生与接收器(4)的一端连接，所述一体化超声波探头(2)的另一部分信号连接线经另一部分数据线(3)与USB接口线(5)的一部分接线端连接，所述超声波信号发生与接收器(4)的另一端与USB接口线(5)的另一部分接线端连接，所述USB接口线(5)与所述计算机数据处理系统(6)连接，所述一体化超声波探头(2)采集的数据传输至计算机数据处理系统(6)进行处理，得出被检测物体的立体超声波无损检测图像，并显示被检测物体内部缺陷或损伤的尺寸与位置。

2.如权利要求1所述的一种自动定位成像的三维超声无损检测系统，其特征在于：所述一体化超声波探头包括里程计(7)、超声波探头(8)、外壳(9)和惯性测量仪(10)，所述里程计(7)设置在一体化超声波探头的外壳(9)的下端，所述超声波探头(8)内嵌在所述外壳(9)内，所述惯性测量仪(10)固定在所述外壳(9)的上端，所述里程计(7)以及惯性测量仪(10)的信号输出端通过部分所述数据线(3)与所述USB接口线(5)连接，所述超声波探头(8)通过另一部分信号线与所述超声波信号发生与接收器(4)的一端连接。

3.如权利要求2所述的一种自动定位成像的三维超声无损检测系统，其特征在于：所述超声波探头(8)的直径为22mm。

4.如权利要求2所述的一种自动定位成像的三维超声无损检测系统，其特征在于：所述里程计(7)设置在所述超声波探头(8)外侧的壳体上。

5.一种自动定位成像的三维超声无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤:

对惯性测量仪(10)所测量的加速度数据进行二次积分得到航推位移信息；同时，利用里程计(7)测量探头的移动距离，即探头的相对移动位移，然后通过卡尔曼滤波器进一步地融合惯性测量仪测量的航推位移信息与里程计测量的相对位移信息，计算机数据处理系统结合位置信息与方向信息输出探头相对于起点的横向XY平面坐标；

由超声波信号发生与接收器(4)向超声波探头(8)输出电信号，紧贴在被测材料(1)上移动的超声波探头产生超声波信号，对材料内部反射回来的超声波信号进行处理，得到被测材料在Z方向的超声波图像，计算机数据处理系统结合探头相对于起点的横向XY平面坐标以及被测材料在Z方向的超声波图像，得到被测材料带三维位置信息的立体超声波无损检测图像。

6.如权利要求5所述的自动定位成像的三维超声无损检测方法，其特征在于，所述方法还包括：计算机数据处理系统(6)对超声波图像进行处理，显示材料内部缺陷或损伤的尺寸与位置的步骤。