[发明专利]一种基于改进的动态深度聚焦的相控阵超声检测方法

摘要

本发明属于无损检测技术领域，具体为一种基于改进的动态深度聚焦的相控阵超声检测方法，该方法包括相控阵超声发射和接收步骤、缺陷判别步骤、延迟时间计算步骤、回波信号后处理步骤以及B型图重构步骤共五个步骤。本发明将超声回波信号准确聚焦到缺陷位置，可以解决当缺陷反射回波信号的信噪比过低时所造成的缺陷识别困难的问题；本发明可以有效解决由于被检工件的材料不均匀导致理想焦点与实际焦点存在偏差的问题，对于分层介质和各向异性介质的相控阵超声检测，可以有效提高检测分辨率；本发明还可以减少相控阵探伤仪等硬件系统误差所引起的超声成像结果模糊、畸变问题，提高相控阵超声成像质量。

主权项

一种基于改进的动态深度聚焦的相控阵超声检测方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一、相控阵超声发射和接收步骤：设置相控阵探伤仪，进行相控阵线形电子扫描，设置一次发射/接收超声波所选取的阵元个数和线形电子扫描的步进值，同时设置相控阵直探头发射超声波聚焦位置为被检测工件下表面，相控阵直探头接收超声回波信号方式为动态深度聚焦方式，通过上述设置，相控阵探伤仪将相控阵直探头中相邻的多个阵元成为一个发射阵列孔径，对每个阵列孔径中的所有阵元进行控制，阵列孔径中的各个阵元按照相控阵探伤仪计算的延迟时间值发射超声波，同时，该阵列孔径中的各个阵元均接收超声回波信号，按照相控阵探伤仪计算的动态深度聚焦时各聚焦深度位置的延迟时间值，对这些超声回波信号进行动态深度聚焦处理合并为一束超声信号，为该阵列孔径的超声合成信号，依次控制各个阵列孔径发射和接收超声波，获得各个阵列孔径的超声合成信号；步骤二、缺陷判别步骤：对步骤一中各阵列孔径获得的超声合成信号中的数据通过亮度或颜色来表征，得到被检测工件的B型显示图，由于B型显示图中包含有被检测工件上下表面的反射回波的信息，因此从B型图中可确定出缺陷的二维位置信息；步骤三、延迟时间计算步骤：根据步骤二中初步判别的缺陷位置信息，选定距离该缺陷位置最近的一个阵列孔径，根据该阵列孔径中的各个阵元在步骤一中所接收的超声回波信号，提取该缺陷位置的回波信息，根据该阵列孔径中各个阵元接收相同缺陷反射的超声回波信号具有相关性的原理，利用互相关法计算超声波从该缺陷位置到达该阵列孔径中各个阵元的时间差值；步骤四、回波信号后处理步骤：根据步骤三中获得的所选定距离缺陷最近的阵列孔经中各个阵元的延迟时间，调整步骤一中设置的动态深度聚焦时的各聚焦深度位置，使所选定的阵列孔径中各阵元所接收的超声回波信号聚焦到缺陷位置，通过对所选定的阵列孔径中各阵元接收的超声回波信号进行重新合成处理，形成该阵列孔径新的超声合成信号；步骤五、B型图重构步骤：将步骤四中所选定的阵列孔径所形成的新的超声合成信号替代步骤一中该阵列孔径 获得的超声合成信号，并重新绘制B型图用于缺陷识别。