[发明专利]一种超声聚焦探头散焦区内缺陷的灵敏度补偿方法

摘要

本发明提供一种超声聚焦探头散焦区内缺陷的灵敏度补偿方法，所述灵敏度补偿方法通过制作补偿试样，实测灵敏度补偿曲线，利用超声显微镜获取待测试样的超声回波数据，提取出缺陷的X、Y、Z空间坐标，再根据实际的检测条件选取相对应的补偿曲线，最后根据缺陷的深度H_缺和焦点的位置H_焦确定补偿系数并完成灵敏度补偿，本发明实现了聚焦探头散焦区内缺陷检测灵敏度的补偿；与平探头的AVG曲线比较，更适用于聚焦探头，不仅实现了对散焦区缺陷的灵敏度补偿，而且具有较高的精度和可重复性，对于缺陷的快速检测、大小的表征具有重要意义，避免了缺陷大小的误判；通过灵敏度的补偿，有利于材料内缺陷尺寸及数量统计分析，可以更准确地评价金属材料的纯净度。

主权项

1.一种超声聚焦探头散焦区内缺陷的灵敏度补偿方法，其特征在于，所述灵敏度补偿方法通过制作补偿试样，实测灵敏度补偿曲线，利用超声显微镜获取待测试样的超声回波数据，提取出缺陷的X、Y、Z空间坐标，再根据实际的检测条件选取相对应的补偿曲线，最后根据缺陷的深度H_缺和焦点的位置H_焦确定补偿系数并完成灵敏度补偿，所述方法包括以下步骤：步骤一，设计制作补偿试块；步骤二，绘制灵敏度补偿曲线；步骤三，待测试样超声数据采集；步骤四，缺陷位置坐标提取；步骤五，缺陷检测灵敏度补偿；所述步骤一具体为：选取与待测试样材质相同的材料，制作“翼形”阶梯试样，所述“翼形”阶梯试样制作是利用每个阶梯模拟大平底缺陷，大平底缺陷尺寸远大于聚焦探头的焦柱直径，不考虑缺陷的尺寸，只有缺陷所处深度不同；所述步骤二具体为：使用超声聚焦探头进行测试，保证增益不变，将探头的焦点聚焦在某个阶梯上，平移探头依次采集在不同阶梯的底面回波，绘制灵敏度补偿曲线，曲线的x轴代表缺陷的深度，y轴代表缺陷的回波幅值，曲线的斜率作为补偿系数，用作灵敏度补偿的权重；所述步骤三具体为：选取焦点能够聚焦在待测试样内部的聚焦探头，聚焦深度用H_焦表示，以步进值为50um对整个试样内部进行粗扫，获得整个试样内部缺陷的C‑scan像图，然后在C‑scan像图中找到待分析的目标区域，再以步进值为5um，进行精确扫查，并保存全波数据；所述步骤四具体为：根据缺陷的回波信号，提取缺陷所在位置的X、Y、Z空间物理坐标，沿X方向的等间距平行线扫查，以平行线的扫查条数为m，每条平行线上的扫查点数为n，建立m×n的矩阵排列，根据扫查原理，先确定缺陷的X、Y坐标，再根据纵波的传播原理，通过公式其中，c为超声波在材料中的传播速度，t为A‑scan波形中夹缺陷回波距界面波的时间，H_缺则表示缺陷的深度位置，采集待测试样超声数据；所述步骤五具体为选取合适的补偿曲线，根据缺陷实际深度H_缺偏离探头焦点H_焦点的距离确定补偿系数，进而计算出灵敏度补偿值，将结果累加完成散焦区缺陷灵敏度的补偿；所述步骤五中选取合适的补偿曲线的方法为：根据补偿对象的检测条件选取探头频率一致，聚焦深度H_焦以及增益参数一致的情况下所测得的补偿曲线。