CN102879480A - 一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法 - Google Patents

一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102879480A
CN102879480A CN2012103460421A CN201210346042A CN102879480A CN 102879480 A CN102879480 A CN 102879480A CN 2012103460421 A CN2012103460421 A CN 2012103460421A CN 201210346042 A CN201210346042 A CN 201210346042A CN 102879480 A CN102879480 A CN 102879480A
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
phased array
ultrasonic phased
voussoir
delay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103460421A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102879480B (zh
Inventor
王强
肖琨
胡栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN201210346042.1A priority Critical patent/CN102879480B/zh
Publication of CN102879480A publication Critical patent/CN102879480A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102879480B publication Critical patent/CN102879480B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法。本发明应用超声波相控阵检测装置对工件进行无损检测，在设备相关参数设置完毕后，获得楔块延时的时间
Figure 2012103460421100004DEST_PATH_IMAGE002
与探头始波结束时间
Figure 2012103460421100004DEST_PATH_IMAGE004
，并在检测过程中去掉幅值低于下限门槛值的信号，采用移动平均算法平滑获取到的[
Figure DEST_PATH_IMAGE006
,
Figure DEST_PATH_IMAGE008
]范围内的回波信号，并且检测这段时间中回波信号的峰值及峰值所在的时间，将该时间重新定义为，达到自适应超声波相控阵楔块延时的目的。本发明结合相控超声波成像技术，去除超声波相控阵实际检测图像中的由于***误差产生的回波信号，有利于检测人员对缺陷信号的判别、提高检出率。

Description

一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法
技术领域
本发明涉及超声波相控阵无损检测领域，尤其涉及一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法。
背景技术
超声波相控阵无损检测技术在现代工业无损检测中发挥着重要的作用，具有极大的应用前景。在超声波相控阵无损检测中，往往需要在探头的下方安装楔块，以达到使用超声波远场区进行检测并使超声波束发生一定角度初始偏转的目的。由于超声波在楔块中传播同样需要一定的时间，在检测开始时需要测量这段时间，也就是对超声波相控阵检测装置的楔块延时校准。然而由于楔块在使用中特别是在很多在线检测的应用中，会不断的产生磨损，一旦楔块产生较大量的磨损，而又不能及时对楔块延时重新进行校准时，就会使对被检工件内部缺陷的定位出现误差。
为了解决上述问题，提高超声波相控阵无损检测的定位精度，本发明提出一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法，该方法仅需要在超声波相控阵检测仪开始工作时进行一次楔块延时校准，就可以在后续的使用中不断的自动计算楔块延时，从而达到自适应超声波相控阵楔块延时的目的。
发明内容
本发明的目的是改善现有技术的不足，提供一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法。
一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法步骤如下：
步骤一：在超声波相控阵检测装置主机上安装探头和楔块，对超声波相控阵检测装置进行声速校准、楔块延时校准、灵敏度校准及编码器校准；
步骤二：设置超声波相控阵检测装置的延时规则、聚焦法则、增益、抑制、起始、范围、声速、电压、平均、标尺、工件厚度、工件材料、检测模式、聚焦深度、探头类型、探头阵元数、探头频率及波束类型；
步骤三：根据步骤一中的楔块延时校准程序，获得楔块延时的时间                                                
Figure 28649DEST_PATH_IMAGE001
与探头始波结束时间
Figure 2012103460421100002DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤四：去掉一些幅值低于下限门槛值的信号，采用公式如下：
Figure 446992DEST_PATH_IMAGE003
，k∈[1,N]
其中
Figure 2012103460421100002DEST_PATH_IMAGE004
，为时间范围[
Figure 2012103460421100002DEST_PATH_IMAGE006
,
Figure 738743DEST_PATH_IMAGE007
]内获取的回波信号，
Figure 2012103460421100002DEST_PATH_IMAGE008
为对数坐标系的参考幅值，
Figure 557663DEST_PATH_IMAGE009
为下限门槛值，为经过处理的回波信号，N为x中包含数值的个数，k为索引；
步骤五：使用移动平均算法，对步骤四中经过处理的回波信号进行平滑处理，移动平均算法的表达式如下：
Figure 396175DEST_PATH_IMAGE011
，k∈[1,N-n+1]
其中，x为时间范围[
Figure 441491DEST_PATH_IMAGE002
,
Figure 961334DEST_PATH_IMAGE001
]内获取的回波信号，y为经过平滑处理后的回波信号，N为x中包含数值的个数，n为移动平均算法中每次平均使用数值的个数，k为索引；
步骤六：检测信号y在时间范围[
Figure 510127DEST_PATH_IMAGE002
,
Figure 598169DEST_PATH_IMAGE001
]内的最大值及最大值所在的时间，并认为该时间为新的超声波相控阵楔块延时时间，并将该时间重新定义为
Figure 865202DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤七：在超声波相控阵无损检测过程中，重复步骤四到步骤六，不断获取新的超声波相控阵楔块延时时间
Figure 1786DEST_PATH_IMAGE001
，达到自适应超声波相控阵楔块延时的目的。
本发明的有益效果：本发明结合超声波相控阵无损检测技术，提取回波信号中包含的楔块延时信号，仅需要在超声波相控阵检测仪开始工作时进行一次楔块延时校准，就可以在后续的使用中不断的适应由于楔块磨损带来的延时，从而提高对被检工件内部缺陷的定位精度。
附图说明
图1为本发明的一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法的峰值检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的实施例，详细说明本发明的技术方案：
步骤一：在超声波相控阵检测装置主机上安装探头和楔块，对超声波相控阵检测装置进行声速校准、楔块延时校准、灵敏度校准及编码器校准，本例中超声波相控阵检测装置主机型号为OMNISCAN MX，探头型号为5L64-A2，楔块型号为SA2-N55S；；
步骤二：设置超声波相控阵检测装置的延时规则、聚焦法则、增益、抑制、起始、范围、声速、电压、平均、标尺、工件厚度、工件材料、检测模式、聚焦深度、探头类型、探头阵元数、探头频率及波束类型，本例中采用扇形扫描、增益-16dB、抑制0%、起始0mm、范围150mm、声速3230m/s、电压80V、平均1次、工件厚度110mm、工件材料为碳钢、聚焦深度200mm、探头类型为纵波探头、探头阵元数64、探头频率5MHz、55°横波检测；
步骤三：根据步骤一中的楔块延时校准程序，获得楔块延时的时间
Figure 405085DEST_PATH_IMAGE001
与探头始波结束时间
Figure 850979DEST_PATH_IMAGE002
，本例中
Figure 2012103460421100002DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 542991DEST_PATH_IMAGE013
；
步骤四：去掉一些幅值低于下限门槛值的信号，采用公式如下：
Figure 280003DEST_PATH_IMAGE003
，k∈[1,N]
其中，为时间范围[
Figure 333913DEST_PATH_IMAGE006
,
Figure 874616DEST_PATH_IMAGE007
]内获取的回波信号，
Figure 705037DEST_PATH_IMAGE008
为对数坐标系的参考幅值，
Figure 40204DEST_PATH_IMAGE009
为下限门槛值，
Figure 769125DEST_PATH_IMAGE010
为经过处理的回波信号，N为x中包含数值的个数，k为索引；
步骤五：使用移动平均算法，对步骤四中经过处理的回波信号进行平滑处理，移动平均算法的表达式如下：
，k∈[1,N-n+1]
其中，x为时间范围[,
Figure 976619DEST_PATH_IMAGE001
]内获取的回波信号，y为经过平滑处理后的回波信号，N为x中包含数值的个数，n为移动平均算法中每次平均使用数值的个数，k为索引；
步骤六：如图1所示，本例中将楔块磨损到一定程度后，检测信号y在时间范围[,
Figure 13025DEST_PATH_IMAGE001
]内的最大值及最大值所在的时间，检测到该时间大约为
Figure 2012103460421100002DEST_PATH_IMAGE014
，并认为该时间为新的超声波相控阵楔块延时时间，并将该时间重新定义为
Figure 558319DEST_PATH_IMAGE001
，即
Figure 500867DEST_PATH_IMAGE015
；
步骤七：在超声波相控阵无损检测过程中，重复步骤四到步骤六，不断获取新的超声波相控阵楔块延时时间，达到自适应超声波相控阵楔块延时的目的。

Claims (1)

1. 一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：在超声波相控阵检测装置主机上安装探头和楔块，对超声波相控阵检测装置进行声速校准、楔块延时校准、灵敏度校准及编码器校准；
步骤二：设置超声波相控阵检测装置的延时规则、聚焦法则、增益、抑制、起始、范围、声速、电压、平均、标尺、工件厚度、工件材料、检测模式、聚焦深度、探头类型、探头阵元数、探头频率及波束类型；
步骤三：根据步骤一中的楔块延时校准程序，获得楔块延时的时间                                               
Figure 2012103460421100001DEST_PATH_IMAGE002
与探头始波结束时间
Figure 2012103460421100001DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤四：去掉一些幅值低于下限门槛值的信号，采用公式如下：
Figure 2012103460421100001DEST_PATH_IMAGE006
，k∈[1,N]
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，为时间范围[
Figure DEST_PATH_IMAGE012
,
Figure DEST_PATH_IMAGE014
]内获取的回波信号，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为对数坐标系的参考幅值，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为下限门槛值，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为经过处理的回波信号，N为x中包含数值的个数，k为索引；
步骤五：使用移动平均算法，对步骤四中经过处理的回波信号进行平滑处理，移动平均算法的表达式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，k∈[1,N-n+1]
其中，x为时间范围[
Figure 796655DEST_PATH_IMAGE004
,
Figure 567033DEST_PATH_IMAGE002
]内获取的回波信号，y为经过平滑处理后的回波信号，N为x中包含数值的个数，n为移动平均算法中每次平均使用数值的个数，k为索引；
步骤六：检测信号y在时间范围[
Figure 816749DEST_PATH_IMAGE004
,
Figure 739706DEST_PATH_IMAGE002
]内的最大值及最大值所在的时间，并认为该时间为新的超声波相控阵楔块延时时间，并将该时间重新定义为
Figure 49464DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤七：在超声波相控阵无损检测过程中，重复步骤四到步骤六，不断获取新的超声波相控阵楔块延时时间
Figure 307139DEST_PATH_IMAGE002
，达到自适应超声波相控阵楔块延时的目的。
CN201210346042.1A 2012-09-18 2012-09-18 一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法 Expired - Fee Related CN102879480B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210346042.1A CN102879480B (zh) 2012-09-18 2012-09-18 一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210346042.1A CN102879480B (zh) 2012-09-18 2012-09-18 一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102879480A true CN102879480A (zh) 2013-01-16
CN102879480B CN102879480B (zh) 2014-11-05

Family

ID=47480882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210346042.1A Expired - Fee Related CN102879480B (zh) 2012-09-18 2012-09-18 一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102879480B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103584886A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 无锡祥生医学影像有限责任公司 一种基于相位相干信息的自适应变迹方法
CN104359982A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 哈尔滨工业大学 一种薄板焊缝超声相控阵检测楔块的方法
CN106796204A (zh) * 2015-04-16 2017-05-31 运输技术中心公司 用于以相控阵超声波检查轨道的***
CN106908522A (zh) * 2017-02-16 2017-06-30 山东省特种设备检验研究院泰安分院 管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管及标定方法
CN110988853A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 中煤科工集团重庆研究院有限公司 基于有效峰值的超声波到达时间计算方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3942358A (en) * 1974-05-09 1976-03-09 Krautkramer-Branson, Incorporated Method and apparatus for adjusting defect gate in ultrasonic pulse-echo testing
US3969926A (en) * 1975-03-27 1976-07-20 Krautkramer-Branson, Incorporated Alignment of ultrasonic transducer probe in pulse-echo testing
CN101403728A (zh) * 2008-04-30 2009-04-08 硕德（北京）科技有限公司 相控阵超声检测中基于邻近相关法的相位畸变校正方法
CN101571518A (zh) * 2008-04-30 2009-11-04 硕德（北京）科技有限公司 基于分割阵列的混合相关法相位畸变校正方法
CN102866209A (zh) * 2012-09-06 2013-01-09 中国计量学院 一种自适应超声波相控阵检测装置***误差的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3942358A (en) * 1974-05-09 1976-03-09 Krautkramer-Branson, Incorporated Method and apparatus for adjusting defect gate in ultrasonic pulse-echo testing
US3969926A (en) * 1975-03-27 1976-07-20 Krautkramer-Branson, Incorporated Alignment of ultrasonic transducer probe in pulse-echo testing
CN101403728A (zh) * 2008-04-30 2009-04-08 硕德（北京）科技有限公司 相控阵超声检测中基于邻近相关法的相位畸变校正方法
CN101571518A (zh) * 2008-04-30 2009-11-04 硕德（北京）科技有限公司 基于分割阵列的混合相关法相位畸变校正方法
CN102866209A (zh) * 2012-09-06 2013-01-09 中国计量学院 一种自适应超声波相控阵检测装置***误差的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KELVIN WAGNER, S. KRAUT, L. GRIFFITHS等: "Efficient True-Time-Delay Adaptive-Array Processing", 《RADAR PROCESSING,TECHNOLOGY,AND PROCESSING FOR ANTENNA ARRAYS》 *
李生平: "数字型超声波检测仪波速和探头延迟校准原理分析", 《青海电力》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103584886A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 无锡祥生医学影像有限责任公司 一种基于相位相干信息的自适应变迹方法
CN103584886B (zh) * 2013-11-20 2015-07-15 无锡祥生医学影像有限责任公司 一种基于相位相干信息的自适应变迹方法
CN104359982A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 哈尔滨工业大学 一种薄板焊缝超声相控阵检测楔块的方法
CN106796204A (zh) * 2015-04-16 2017-05-31 运输技术中心公司 用于以相控阵超声波检查轨道的***
CN106908522A (zh) * 2017-02-16 2017-06-30 山东省特种设备检验研究院泰安分院 管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管及标定方法
CN106908522B (zh) * 2017-02-16 2021-05-07 泰安市特种设备检验研究院 管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管及标定方法
CN110988853A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 中煤科工集团重庆研究院有限公司 基于有效峰值的超声波到达时间计算方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102879480B (zh) 2014-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102879480B (zh) 一种自适应超声波相控阵楔块延时的方法
JP5887964B2 (ja) 超音波探傷方法、超音波探傷装置、および管材製造方法
CN109696480B (zh) 一种基于改进时间反转算法的玻璃纤维复合材料声发射源定位成像方法
CN105203635A (zh) 小径管外表面纵向缺陷的表面波检测方法
CN103063742B (zh) 一种带涂层转子叶片的表面波原位探伤方法
CN105388218A (zh) 一种用于粗晶奥氏体不锈钢焊缝超声检测的图像降噪方法
CN109239198B (zh) 一种风力发电机主轴横向裂纹衍射波检测方法
CN104897777A (zh) 基于Burg算法的自回归谱外推技术提高TOFD检测纵向分辨率的方法
CN102866209B (zh) 一种自适应超声波相控阵检测装置***误差的方法
CN101539540A (zh) 钢管杆埋藏部分杆身腐蚀的超声导波检测方法
CN110646119B (zh) 一种超声波测量轧制金属材料表面应力张量的方法
Zhang et al. Recognition of overlapped lamb wave detecting signals in aluminum plate by EMD-based STFT flight time extraction method
CN105717197B (zh) 一种厚壁管环焊缝表层缺陷衍射时差超声检测方法
CN102841137A (zh) 一种旋转涡流检测干扰信号补偿方法
JP2010008189A (ja) 大型鋳造構造体の内部欠陥診断方法及びこれを利用した大型鋳造構造体の使用寿命延長方法
CN111458415B (zh) 一种超声相控阵换能器与待测工件耦合状态的检测方法
Yin et al. Determination of grain size in deep drawing steel sheet by laser ultrasonics
CN103592366A (zh) 一种检验超声波探伤的方法
Zhao et al. Study on the application of acoustic emission testing technique in monitoring 16Mn steel welding defects
He et al. Grain size measurement in steel by laser ultrasonics based on time domain energy
Bessonova et al. Investigation of spatial averaging effect of membrane hydrophones for working frequencies in the low MHz range
JP5974650B2 (ja) 結晶粒異方性判定方法
CN104297344A (zh) 一种轧锻件超声探伤方法
CN202814928U (zh) 激光冲击强化处理质量的声功率检测装置
CN108205014A (zh) 小直径锻钢冷轧工作辊的表面超声波检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141105

Termination date: 20180918

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee