[发明专利]利用使用信号积分的超声测试的死区检查

说明书

本公开涉及利用使用信号积分的超声测试的死区检查。具体地，涉及一种超声检查系统、方法以及软件。在一个实施方式中，该超声检查系统包括超声探针，该超声探针将超声波从前壁引入结构中，并且接收反射波以生成响应信号。该系统还包括处理器，该处理器对响应信号进行整流以生成经整流的信号、对该经整流的信号的处于检测时间窗口内的一部分进行积分以确定能量和、以及基于该能量和来生成输出。该检测时间窗口被限定成前壁反射以及在前壁反射之后的近表面死区的至少一部分。

技术领域

本公开涉及结构的非破坏性检查(non-destructive inspection)或评估领域。

背景技术

非破坏性检查(NDI：Non-destructive inspection)涉及在不会以永久性方式损害、损坏或物理地更改结构的情况下来对结构进行检查。例如，NDI的一种特殊应用是在飞行器工业中，在飞行器结构的制造期间和/或在该结构投入使用之后检查该结构的损坏或缺陷(瑕疵)。超声测试是NDI技术的一种类型。在超声测试的脉冲回波模式下，探针将超声波发送到结构中，并且检测超声波离开反射体(例如，前壁、后壁、结构内的异常或缺陷等)的反射或回波。在探针处从发射超声波到接收到反射之间所经过的时间指示反射体的深度。典型的探针具有充当发送器和接收器的压电部件(即，换能器)。压电部件在充当发射超声波的发送器时，响应于激励脉冲而振荡，以及在充当生成响应信号的接收器时，响应于反射而振荡。在初始振荡之后，压电部件将继续回荡达一定的时间间隔，这被称为振铃(ringdown)。压电部件的振铃在结构的前壁下方产生死区(dead zone)，本文中被称为近表面死区。在超声测试中，有效检测结构的前壁下方的处于近表面死区内的异常或缺陷仍然是一个问题。

发明内容

本文描述了可使在近表面死区内进行检查的改进超声测试技术。作为概述，探针将超声波发射到结构中，并且捕获反射以生成响应信号。来自探针的响应信号(在经过整流之后)包括表示从结构的前壁离开的反射的脉冲。将该响应信号的一部分在涵盖了前壁反射的检测时间窗口内进行积分，以对处于该检测时间窗口的响应信号的能量进行测量。离开前壁正下方的异常或缺陷的反射可能会叠加在前壁反射上，或者可能会在前壁反射之后被捕获为响应信号中的一个或更多个脉冲。通过对处于检测时间窗口内的响应信号的能量进行求和，可以在近表面死区中检测到异常或缺陷。一个技术上的好处是，通过检测结构的前壁正下方的异常或缺陷，可以改进超声检测，而所述异常或缺陷以前在超声检测中是无法检测到的。

一个实施方式包括超声检查系统。该超声检查系统包括超声探针，该超声探针被配置成，将超声波从前壁引入结构中并且接收反射波以生成响应信号。该超声检查系统还包括处理器，该处理器被配置成，对响应信号进行整流以生成经整流的信号、对该经整流的信号的处于检测时间窗口内的一部分进行积分以确定能量和、以及基于该能量和来生成输出。该检测时间窗口被限定成前壁反射以及在前壁反射之后的近表面死区的至少一部分。

在另一实施方式中，将处理器配置成，对响应信号进行负半波整流和反相以生成经整流的信号。

在另一实施方式中，将处理器配置成，对响应信号进行正半波整流以生成经整流的信号。

在另一实施方式中，将处理器配置成，对响应信号进行全波整流以生成经整流的信号。

在另一实施方式中，将处理器配置成，定义前壁反射之前的空门(null gate)，并且使经整流的信号在该空门内为零。

在另一实施方式中，将处理器配置成，基于能量和来生成结构的C扫描数据。

在另一实施方式中，该超声检查统还包括机械臂，该机械臂被配置成在结构上方移动超声探针；以及位置传感器，该位置传感器被配置成确定超声探针的位置数据。

在另一实施方式中，将处理器配置成，在能量和超过阈值时触发警告。

在另一实施方式中，该结构包括复合零件。