[发明专利]一种基于分块式扫查及衰减补偿的漏表面波超声成像方法有效
申请号: | 202010709388.8 | 申请日: | 2020-07-22 |
公开(公告)号: | CN111781274B | 公开(公告)日: | 2023-07-11 |
发明(设计)人: | 胡宏伟;周刚;王磊;王向红;周永立;陈小敏;刘芝平;易可夫 | 申请(专利权)人: | 长沙理工大学 |
主分类号: | G01N29/06 | 分类号: | G01N29/06;G01N29/04;G01N29/11;G01N29/44 |
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地址: | 410114 湖南省*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 分块 式扫查 衰减 补偿 表面波 超声 成像 方法 | ||
本发明公开了一种漏表面波超声成像方法,实现了对零件表面或近表面缺陷的检测成像。通过采集不同位置的缺陷波数据,获得漏表面波的衰减曲线,然后使用四轴运动平台进行分块式漏表面波超声B扫描,并对检测数据进行衰减补偿,最后对衰减补偿后的数据进行叠加获得超声成像数据。本发明的技术效果在于采用漏表面波超声检测,无需使用耦合剂,配合运动平台可以实现自动化检测;采用衰减补偿方法解决漏表面在传播过程中的衰减问题,保证缺陷成像精度;采用分块式扫查,解决了漏表面波由于能量衰减严重导致有效检测面积过小的问题,实现大面积检测。
技术领域
本发明涉及超声检测领域,特别是一种漏表面波超声成像方法。
背景技术
零件的表面或近表面在制造和使用过程表面受环境和载荷等影响,极易产生点蚀、裂纹、孔隙等缺陷,并随着时间的推移而急剧扩展,造成零件失效,严重影响生产制造的安全。
超声检测是常用的无损检测方法,传统的超声纵波、横波在检测零件表面或近表面时,由于扫描速度慢、采集数据量大,近场区声压的急剧波动和边界反射引起的回波重叠,造成缺陷难以识别、成像效果差。超声表面波避免了一般纵波和横波对工件进行检测时所遇到的工件表面和近表面缺陷回波所导致的声波混叠问题,是一种有效的表面缺陷检测方法,如申请公开号CN103063742B,申请公开日2016年2月10日的专利文献公步了一种带涂层转子叶片的表面波原位探伤方法,通过耦合剂实现表面波探头与工件的耦合对转子叶片进行表面波超声检测,但该方法只能实现局部接触式检测,难以实现自动化,检测效率相对较低。漏表面波可以采用非接触式检测,不需要考虑探头与接触面的耦合问题,并且易于利用机械装置实现自动化、高精度的无损检测。
实际检测过程中,漏表面波传播时声波经过多次转换,且由于在工件中的传播衰减,缺陷回波的信号能量大幅减小,这导致漏表面波的纵向检测距离也大幅减小,申请公布号CN109709218A,申请公开日2019年5月3日的专利文献公开了一种汽轮机叶片超声表面波检测方法,通过润滑脂对探头与工件进行耦合,每隔一段距离涂抹一次润滑脂,并进行一次超声表面波检测,从而实现长距离超声检测,但该方法并未考虑衰减问题,无法实现精确检测,检测范围仍然局限于一条线,且多次拆装耦合效率低难以保证耦合效果,极易影响成像质量。
本发明提出的一种基于分块式扫查及衰减补偿的漏表面波超声成像方法,实现了表面缺陷的自动化、高效率、高精度、大面积成像检测。
发明内容
本发明的目的在于提出一种漏表面波的超声成像方法,对零件表面或近表面缺陷的自动化、高效率、高精度、大面积成像检测,为评价金属构件表面质量提供了一种有效的无损检测方法。
基于上述目的本发明提供的一种漏表面波超声检测检测方法,包含以下步骤:
步骤一、将被测工件放置于具有X/Y/Z/A四轴运动控制的水浸式超声检测装置的水槽中,根据被检测工件和水的声学特性,利用斯涅耳定律确定水浸检测时的瑞利角其中cl为水中纵波传播速度,cr为表面波传播速度,控制A轴使得水浸聚焦探头以大于瑞利角αR的入射角α倾斜入射到工件表面产生漏表面波,控制X/Y/Z轴调整水声距h使得探头焦点聚焦在被测工件表面,控制聚焦误差F为水浸聚焦探头的焦距;
步骤二、记录下测工件上一个明显缺陷在Y轴上的位置y1,并使得漏表面波刚好打在y1上,记录下此时缺陷y1的缺陷波幅值,再沿着远离y1的方向使探头沿Y轴运动,每隔距离n记录一次缺陷波幅值数据,据此拟合出一条缺陷波衰减曲线,并对其进行归一化,记为Q。
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