[发明专利]一种采用超声相控阵检测R角结构缺陷尺寸的方法

摘要

本发明涉及一种采用超声相控阵检测R角结构缺陷尺寸的方法，解决了R角结构超声相控阵检测缺陷评定不准确的问题。本发明方法采用对R角结构进行超声相控阵成像检测，由图像测量缺陷尺寸并进行修正，结合声场宽度最终给出较准确的缺陷尺寸。本发明具有的优点是：1、给出R角结构曲面线阵探头检测的缺陷测量步骤；2、提高了R角结构曲面线阵探头检测缺陷测量准确性；3、为R角结构的质量控制提供有力保障。

主权项

1.一种采用超声相控阵检测R角结构缺陷尺寸的方法，所述R角结构为连接两个平板平面(1)的单曲率圆弧面(2)，单曲率圆弧面(2)的圆弧曲率半径大于3mm，小于25mm，单曲率圆弧面(2)的圆弧开口角度大于30°，小于180°，所述单曲率圆弧面(2)沿圆弧方向的截面称为圆弧截面(3)，圆弧截面(3)的厚度与平板平面(1)的厚度相同，该圆弧截面(3)与上述两个平板平面(1)垂直，超声检测装置包括超声相控阵检测仪器(4)、曲面线阵探头(5)、编码器(6)和声场测量用对比试块(7)，超声相控阵检测仪器(4)通过电缆线(10)与编码器(6)、曲面线阵探头(5)连接，对比试块(7)的沿R角延伸方向上的长度大于200mm，该延伸方向与圆弧截面(3)垂直，对比试块(7)的材料、R角结构和制备工艺与被检测的R角结构相同，其特征在于：该检测方法的步骤如下：步骤一、利用对比试块(7)对不存在缺陷R角结构进行超声相控阵检测，得到R角结构中的声场数据，即获得R角结构中各点在圆弧截面(3)上沿圆弧的声束宽度和沿R角结构的延伸方向的声束宽度；所述不存在缺陷R角结构与待检测的R角结构在材料、结构上相同；步骤二、对待检测的R角结构进行超声相控阵检测，曲面线阵探头(5)通过水耦合在R角结构内部以发现其中的缺陷并确定缺陷的位置，然后沿R角结构的延伸方向对缺陷进行相控阵C扫描成像和相控阵B扫描成像，其中，在相控阵C扫描成像中用6dB法测量缺陷在R角结构的延伸方向的延伸成像尺寸和在R角结构的圆弧截面(3)上沿圆弧的表征圆弧成像尺寸；步骤三、通过相控阵B扫描成像测量缺陷的埋深，并测量出缺陷位置与该缺陷位置处R角结构圆弧截面(3)的圆心的连线和该缺陷位置处R角结构的水平线的夹角α；步骤四、对缺陷在R角结构的圆弧截面(3)上沿圆弧的表征圆弧成像尺寸按以下公式进行修正：式中：x缺陷修正尺寸，r待检测的R角结构的单曲率圆弧面(2)的曲率半径，h缺陷埋深，R曲面线阵探头(5)晶片分布曲率半径，l缺陷在R角结构的圆弧截面(3)上沿圆弧的表征圆弧成像尺寸；步骤五、根据步骤一的测量结果，查找与待检测的R角结构中缺陷的埋深和夹角α对应位置的在圆弧截面(3)上沿圆弧的声束宽度和沿R角的延伸方向的声束宽度；步骤六、若缺陷沿圆弧的修正尺寸和沿R角的延伸方向的测量尺寸均大于步骤五中查找出来的相控阵探头声场在圆弧截面(3)上沿圆弧的声束宽度和沿R角结构的延伸方向的声束宽度，则上述沿圆弧的修正尺寸和沿R角的延伸方向的测量尺寸即为缺陷的真实尺寸。