[发明专利]一种基于角域信号重构的水浸超声检测方法

摘要

本发明公开了一种基于角域信号重构的水浸超声检测方法，包括构建角域水浸自动超声检测装置、角域超声信号扫查及信号采集、角域信号渡越时间及位置偏移计算、角域超声信号重构成像四个步骤。本发明的技术效果在于，针对水浸方式下工件内微小缺陷或复杂材料构件的超声检测，通过角域超声扫查方法，对不同角度入射到工件内的超声信号进行角域信号采集，并考虑水浸超声检测折射造成的渡越时间及位置偏移，实现了准确的角域信号重构成像，有效降低了随机噪声的影响，提高了超声成像分辨率和信噪比，有利于微小缺陷的检出和量化。

主权项

一种基于角域信号重构的水浸超声检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：构建角域水浸自动超声检测装置，所述的装置包括将工件固定在其中的水槽，对工件进行超声检测的可X/Y/Z/A四轴运动的超声扫查装置以及处理超声数据的数据处理装置；步骤二：对工件进行角域B扫查及角域信号采集，首先将工件置于水槽中，调整超声自动扫查装置的超声探头并使探头中心轴线与工件表面法线方向重合，并使探头中心距离工件表面距离为d，以此时探头中心作为原点O建立检测坐标系XOZ，然后根据在水中入射到工件的第一临界角，确定探头中心轴线与工件表面法线的夹角即入射角取值范围，根据成像分辨率需求及扫查装置控制精度确定探头X轴方向移动步距，然后探头由原点起对工件进行多次B扫查，每次均以入射角取值范围内即角域的不同入射角角度进行B扫查，并采集角域超声B扫查回波数据；步骤三：计算角域信号渡越时间及位置偏移，首先由已知的或采用超声脉冲反射法测量得到的水中及待测工件中的声速，并根据斯涅尔折射定律计算得到声束在水及工件中的传播路径、声束折射角、声束在水中传播距离、声束在工件中传播距离，由此得到声束由探头中心传播到工件内成像点的渡越时间计算公式，最后根据检测坐标系内探头和工件几何位置关系及声束传播路径，得到工件内成像点与超声探头中心在X方向上的位置关系即位置偏移量计算公式；步骤四：角域信号重构B成像，首先提取步骤二中得到的角域超声B扫查回波数据，采用Hilbert变换法对回波数据进行包络，然后根据步骤三中得到的渡越时间计算公式和位置偏移量计算公式，将回波数据转换为对应工件内的B扫查数据，最后进行角域信号重构，完成角域重构后的超声B扫查成像。