[发明专利]冶金板材缺陷的变频率比较定量检测方法

权利要求书

1.一种冶金板材缺陷的变频率比较定量检测方法，其特征在于，采用变频率高频超声脉冲检测方法，具体来说，采用2种以上不同频率的高频超声脉冲，通过机械扫描的方式检测钢板表面下某一深度范围内的夹杂物缺陷，得到不同灵敏度情况下的钢板内夹杂物缺陷的超声波反射信号；在检测中保持检测机械扫描的步长、起始位置精确相同，使得在同一位置点上、采用不同频率分别测得的不同灵敏度水平的超声波信号可以相互比较；通过比较分析同一位置点的夹杂物反射信号强弱，并结合实际解剖验证得到的相应夹杂物实际尺寸，得到夹杂物定量判定的各灵敏度级别的多频率信号综合特征；由此，在后续的检测过程中，根据某一个检测点的多频率信号特征，快速地将所有的超阈值夹杂物反射信号进行定量分级处理，并得到各个不同尺寸级别的夹杂物大小、数量和分布位置。

2.根据权利要求1所述的冶金板材缺陷的变频率比较定量检测方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

第一步，对待分析钢材原料进行外观加工处理，包括，将原料加工成厚度尺寸大体一致的板材样品，对各个样品表面进行相同的磨光处理，保证检测样品的一致性；

第二步，采用超声波多频率传感器组配合机械扫描获取成像结果图组，所述超声波多频率传感器组采用三种不同的频率：分别为较低灵敏度、中灵敏度，较高灵敏度，对样品进行扫描，分别得到三张不同灵敏度水平的夹杂物缺陷分布图，在扫描检测过程中，保持检测机械扫描的步长、起始位置精确相同；测量的原理如下，超声波在钢中传播速度一定的情况下，如果超声波频率较低，则波长较长，根据衍射原理，能发现的夹杂物缺陷目标尺寸相对较大；采用高频率的扫描图能够测得的夹杂物数量最多，尺寸也最小；如果超声波频率较高，则波长较短，能发现的夹杂物缺陷目标尺寸相对也较小，而尺寸较小的夹杂物数量也相应较大；低频率的扫描图能够测得的夹杂物数量较少；

第三步，确定由上述得到的不同频率扫描图中的信号超阈值位置点，然后对比并确定各点在图中是否重合；

然后，提取所有超阈值信号的位置点的超声信号，截取相同监测深度的信号段；在较低灵敏度扫描图中，对比两个、或多个相连的超阈值夹杂物信号是否在样品内处于相同的深度位置，如果两相连超阈值夹杂物信号的深度位置相同，则表示这两个位置点的信号应该是由同一个较大的夹杂物反射产生的；如果两相连超阈值夹杂物信号的深度位置不相同，则表示这两个位置点的信号应该是由两个不同的相对较大的夹杂物反射产生的；

第四步，根据上述步骤确定的各频率级别扫描图中的相同位置点的超阈值点是否重合的情形，对所有超阈值点按照如下规则进行分组：

（1）对某一相同扫描位置点，较高灵敏度频率检测结果显示出明显反射信号回波，但是在设定阈值以下，而中灵敏度频率、较低灵敏度频率检测结果则无明显回波；

（2）对某一相同扫描位置点，较高灵敏度频率检测结果超阈值，而中灵敏度频率、较低灵敏度频率检测结果不超阈值；

（3）对某一相同扫描位置点，较高灵敏度频率和中灵敏度频率检测结果均超阈值，而较低灵敏度频率检测结果不超阈值；

（4）在中灵敏度频率扫描图中，存在相邻的超阈值位置点，而在该点上，较低灵敏度频率检测结果不超阈值；

（5）在较低灵敏度频率扫描图中，存在超阈值位置点，并在该点上，较高灵敏度频率和中灵敏度频率检测结果均超阈值；

第五步，根据上述分类情况，对相应位置点进行解剖对比校准，从而逐一确定各类情况下的夹杂物尺寸级别；在后续的检测中，可以根据上述多频率信号的综合特征，比较在相同检测点的所有频率结果超阈值情况、低灵敏度情况下超阈值点是否相连的情况，形成定量分析判据；

最后，根据上述实际结果和夹杂物定量评价模型得出各尺寸级别的数量、大小、分布情况。

3. 根据权利要求2所述的冶金板材缺陷的变频率比较定量检测方法，其特征在于，所述超声波传感器组合中，在频率10M～30MHz范围内，所述较低灵敏度频率为10MHz-16MHz，所述中灵敏度频率为18MHz-22 MHz，所述较高灵敏度频率为25MHz-30MHz。