[发明专利]自适应复杂曲面柔性超声阵列检测装置及方法在审

专利信息
申请号: 202110099785.2 申请日: 2021-01-25
公开(公告)号: CN112924554A 公开(公告)日: 2021-06-08
发明(设计)人: 蔡庆生;邓宇;韩松 申请(专利权)人: 广州多浦乐电子科技股份有限公司
主分类号: G01N29/06 分类号: G01N29/06;G01N29/28;G01N29/24
代理公司: 重庆航图知识产权代理事务所(普通合伙) 50247 代理人: 胡小龙
地址: 510000 广东省广州市*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 自适应 复杂 曲面 柔性 超声 阵列 检测 装置 方法
【说明书】:

发明公开了一种自适应复杂曲面柔性超声阵列检测装置,包括柔性超声相控阵探头和位于所述柔性超声相控阵探头背面的阵元空间坐标测量装置;阵元空间坐标测量装置包括支撑架和安装在所述支撑架上的传感器座;所述柔性超声相控阵探头安装在所述支撑架的底面上,传感器座位于所述柔性超声相控阵探头的背面上方;传感器座上设有若干用于测量所述柔性超声相控阵探头背面对应位置与所述传感器座之间的距离的机械式位移测距传感器,机械式位移测距传感器包括固定安装在所述传感器座上的探针座和滑动配合安装在所述探针座内的探针,探针座与所述探针之间设有弹簧,弹簧用于驱动所述探针伸出所述探针座外并与所述柔性超声相控阵探头背面对应位置接触配合。

技术领域

本发明属于超声无损检测技术领域,具体的为一种自适应复杂曲面柔性超声阵列检测装置及方法。

背景技术

近年来,随着制造业高速发展,功能部件形状日益复杂并广泛应用于能源、轨道交通、航空航天等领域,其服役寿命及安全性受到了高度重视。超声无损检测是通过向试件表面或内部发射超声波,并接收分析经介质传播后的超声波信号,获取被检对象宏观缺陷、几何特征、组织结构和力学性能的检测评价方法。超声相控阵检测是一种基于时延的多通道扫描成像技术,该技术在复杂曲面构件检测有很大优势,通过时间延迟法则能够灵活控制声束偏转与聚焦,具有检测范围广、精度高、扫描速度快等优点。

传统的超声相控阵探头为刚性表面,无法与复杂曲面直接耦合,检测复杂曲面一般采用水浸法或匹配曲面的耦合楔块将声能间接传递到待测试件。水浸法由于耦合液与工件声阻抗差异,会导致声能在界面传输大量损失,对于体积大、在役检测等约束下也无法实现;曲面楔块能跟工件曲面匹配,但只能应对一个特定几何构型。

发明内容

当前,基于曲面应用开发了柔性超声相控阵探头。在检测复杂工件的应用中,柔性超声相控阵探头虽然能完美贴合不规则工件表面,并能很好的解决耦合问题,但由于弯曲界面的影响,超声波在材料中的传播规律复杂。由于没有柔性超声相控阵探头贴合于工件表面的阵元空间坐标,无法对其进行准确的相控阵或全聚焦等聚焦成像,导致成像质量差,无法体现阵列探头的相控阵优势,该问题极大限制了柔性超声相控阵技术的应用。

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种自适应复杂曲面柔性超声阵列检测装置及方法,能够准确获取柔性超声相控阵探头贴合于工件表面的阵元空间坐标,使柔性超声相控阵探头能够自动与曲面耦合,解决柔性超声相控阵在复杂曲面应用的关键技术问题。

为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

本发明首先提出了一种自适应复杂曲面柔性超声阵列检测装置,包括柔性超声相控阵探头和位于所述柔性超声相控阵探头背面的阵元空间坐标测量装置;

所述阵元空间坐标测量装置包括支撑架和安装在所述支撑架上的传感器座;所述柔性超声相控阵探头安装在所述支撑架的底面上,所述传感器座位于所述柔性超声相控阵探头的背面上方;

所述传感器座上设有若干用于测量所述柔性超声相控阵探头背面对应位置与所述传感器座之间的距离的机械式位移测距传感器,所述机械式位移测距传感器包括固定安装在所述传感器座上的探针座和滑动配合安装在所述探针座内的探针,所述探针座与所述探针之间设有弹簧,所述弹簧用于驱动所述探针伸出所述探针座外并与所述柔性超声相控阵探头背面对应位置接触配合。

进一步,所述支撑架包括两块相互平行的支撑板,所述传感器座安装在该两块所述支撑板之间。

进一步,所述传感器座滑动配合安装在两块所述支撑板之间,且所述传感器座的两端分别与对应的所述支撑板之间可沿着平行于所述探针的方向相对移动。

进一步,所述支撑板上设有长度方向与所述探针平行的调节孔,所述传感器座的两端分别设有可穿过所述调节孔的螺柱,所述螺柱上设有用于将所述传感器座锁紧固定在两块所述支撑板之间的锁紧螺母。

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