[发明专利]一种基于表面波的垂直缺陷的多系数深度检测方法

摘要

一种基于表面波的垂直缺陷的多系数深度检测方法，属于超声导波无损检测与评估领域。表面波在传播过程中，同缺陷互相作用时在缺陷下方会有散射的体波，体波传播遇到工件的下端面会反射回来，遇到缺陷会再度转换为表面波如(也就是模态转换回波)并沿缺陷两端传播，其同缺陷回波的时间差即为横波在工件厚度方向传播的总路程。缺陷两端的模态转换回波同缺陷回波以及透射波综合可以作为缺陷深度的表征参数，多系数的垂直缺陷的深度检测方法解决了目前对于大于0.45倍波长缺陷深度的检测带来了不准确性和不适用性。在健康监测和无损评价领域，具有极大的应用价值和潜力。

主权项

1.一种基于表面波的垂直缺陷的多系数深度检测方法，其特征在于：该方法包括流程如下：步骤1：确立仿真多系数曲线对于目标工件的尺寸和材料参数信息，确定适宜的仿真软件，建立合适的仿真模型；根据所需，确定缺陷深度尺寸范围，进行系列仿真；根据仿真模型，提取观测点或面处的波形信息，用所得到的缺陷回波值、透射波值以及缺陷两端处的模态转换回波值除以基准直达波值归一化处理后作为纵坐标，再以缺陷深度或缺陷深度除以波长归一化处理作为横坐标，建立多系数缺陷深度表征曲线；步骤2：进行实验检测根据目标工件的尺寸和材料参数信息以及仿真多系数曲线建立的激发频率和激发方式，选择合适的探头进行实验；实验系统包括测试工件、一激一收探头、示波器、激励设备；一激一收探头与测试工件相连接，一激一收探头通过连接线与激励设备连接，激励设备与示波器连接；实验测得测试工件的缺陷回波、透射波和缺陷两端处的模态转换回波，记录得到以上四个表征缺陷深度的波形幅值；步骤3：确定缺陷深度根据实验测得的缺陷回波、透射波和缺陷两端处的模态转换回波四个缺陷信息，除以基准值直达波得到一组四个系数值；对比仿真所得到的一组四个系数缺陷深度表征曲线，确定缺陷的深度；多系数包括缺陷回波缺陷深度表征系数、透射波缺陷深度表征系数、缺陷左端模态转换回波缺陷深度表征系数、缺陷右端模态转换回波缺陷深度表征系数；缺陷回波缺陷深度表征系数为表面波传播过程中遇到缺陷反射回来的缺陷回波，其根据对于不同的深度缺陷反射回来的缺陷回波幅值不同而建立的缺陷回波缺陷深度表征系数；透射波缺陷深度表征系数为表面波传播过程中遇到缺陷透过缺陷继续传播的透射波，其根据对于不同的深度缺陷透射过去的透射波幅值不同而建立的透射波缺陷深度表征系数；缺陷左端模态转换回波缺陷深度表征系数为表面波在传播过程中，同缺陷互相作用时在缺陷下方会有散射的体波，体波传播遇到工件的下端面会反射回来，遇到缺陷会再度转换为沿缺陷左端传播的表面波，其根据不同深度的缺陷缺陷左端模态转换回波幅值不同而建立的缺陷左端模态转换回波缺陷深度表征系数；缺陷右端模态转换回波缺陷深度表征系数为表面波在传播过程中，同缺陷互相作用时在缺陷下方会有散射的体波，体波传播遇到工件的下端面会反射回来，遇到缺陷会再度转换为沿缺陷右端传播的表面波，其根据不同深度的缺陷缺陷右端模态转换回波幅值不同而建立的缺陷右端模态转换回波缺陷深度表征系数。