CN103901100A - 一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波探伤技术领域，尤其涉及一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪，包括回波检测电路，所述回波检测电路连接超声波探头，所述超声波探头固定连接支架，所述支架上设置随超声波探头联动的参考物，利用参考物获得超声波探头到焊缝远边线的第一最短距离，通过对比超声波探头到焊缝远边线的第一最短距离和超声波探头到参考点的第二最短距离，再配合反射点的深度，即可直接获得反射点相对焊缝截面的位置信息，即缺陷相对焊缝截面的位置，减少现场探伤检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

Description

一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪

技术领域

本发明涉及超声波探伤技术领域，尤其涉及一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪。

背景技术

目前，金属工件的焊缝检测多采用超声波探伤方法。超声波探伤是利用超声波能透入金属工件深处，并由一介质进入另一介质时，在界面上能发生反射的特点来发现缺陷的一种方法，当探头发出的超声波束在金属工件内部遇到缺陷时，就会产生反射波，并在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形的位置、高度和动态形态可以判断出缺陷的位置和当量并进一步推测其性质。（缺陷当量是指不同类型和大小的缺陷的返回声压均可用与其同声程的某种标准几何反射体上的返回声压来相当，如果两者的返回声压是相同的，则两者为相同当量。一般缺陷的实际大小比确定的当量要大。）不过这个判断结论一般需要检验人员进行多次检测操作，并结合经验得出，耗时长且依赖操作人员主观判断，可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪，可直接获得缺陷相对焊缝截面的位置，减少现场探伤检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种超声波探伤缺陷定位方法，包括：

获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头的一边线为焊缝远边线；

根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头入射的工件探伤面；

根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

其中，所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，包括：

获得随超声波探头联动的传感器的回波信号，根据所述回波信号获得所述传感器到焊缝远边线的最短距离。

其中，所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，包括：

若工件为平板型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且经过焊缝远边线的表面；

若工件为垂直T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且靠近超声波探头的工件表面；

若工件为斜T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为倾斜于检测面且靠近超声波探头的工件表面。

其中，所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离，包括：

获得随超声波探头联动的两个传感器的回波信号，所述超声波探头处于两个传感器之间连线的中点位置，根据所述回波信号分别获得两个传感器到焊缝远边线的最短距离，记为L₁和L₂；

记所述超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离为L'，根据L'=（L₁+L₂）/2，获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离。

其中，所述根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离，包括：

记两个传感器分别到焊缝远边线的最短距离为L₁和L₂，两个传感器的间距为S，传感器随超声波探头联动时两个传感器连线的偏转角为α，超声波探头转动时的超声波探头偏转角为β，根据β=α=arcsin（|L₁-L₂|/S），获得超声波探头偏转角；

记焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离为LA，参考点至超声波探头的第二最短距离为La，根据La=LA×cosβ，获得第二最短距离。

其中，所述根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置之后，还包括：

在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置。

其中，所述在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置，包括：

记反射点的深度为DA，检测面的工件厚度为T，在焊缝截面图像中显示反射点的显示深度为d；若DA≤T，则d=DA；若T<DA≤2T，则d=2T-DA；若2T<DA≤3T，则d=DA-2T；若3T<DA≤4T，则d=4T-DA。

第二方面，提供一种超声波探伤仪，包括回波检测电路，所述回波检测电路连接超声波探头，所述超声波探头固定连接支架，所述支架上设置随超声波探头联动的参考物，

所述回波检测电路，用于获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头的一边线为焊缝远边线；

所述回波检测电路，还用于根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头入射的工件探伤面；

所述回波检测电路，还用于根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

其中，所述参考物为传感器，所述传感器包括电磁波传感器或机械波传感器，所述传感器和回波检测电路连接，所述回波检测电路，还用于获得随超声波探头联动的传感器的回波信号，根据所述回波信号获得所述传感器到焊缝远边线的最短距离。

其中，所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，包括：

若工件为平板型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且经过焊缝远边线的表面；

若工件为垂直T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且靠近超声波探头的工件表面；

若工件为斜T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为倾斜于检测面且靠近超声波探头的工件表面；

所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离，包括：

获得随超声波探头联动的两个传感器的回波信号，所述超声波探头处于两个传感器之间连线的中点位置，根据所述回波信号分别获得两个传感器到焊缝远边线的最短距离，记为L₁和L₂；

记所述超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离为L'，根据L'=（L₁+L₂）/2，获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离；

所述根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离，包括：

记两个传感器分别到焊缝远边线的最短距离为L₁和L₂，两个传感器的间距为S，传感器随超声波探头联动时两个传感器连线的偏转角为α，超声波探头转动时的超声波探头偏转角为β，根据β=α=arcsin（|L₁-L₂|/S），获得超声波探头偏转角；

记焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离为LA，参考点至超声波探头的第二最短距离为La，根据La=LA×cosβ，获得第二最短距离；

所述超声波探伤仪还包括与回波检测电路连接的显示屏，所述显示屏用于在所述回波检测电路根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置之后，在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置；

所述在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置，包括：

记反射点的深度为DA，检测面的工件厚度为T，在焊缝截面图像中显示反射点的显示深度为d；若DA≤T，则d=DA；若T<DA≤2T，则d=2T-DA；若2T<DA≤3T，则d=DA-2T；若3T<DA≤4T，则d=4T-DA。

本发明的有益效果在于：一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪，包括回波检测电路，所述回波检测电路连接超声波探头，所述超声波探头固定连接支架，所述支架上设置随超声波探头联动的参考物，所述回波检测电路用于获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头的一边线为焊缝远边线；所述回波检测电路还用于根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头入射的工件探伤面；所述回波检测电路还用于根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。可见，一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪，可直接获得缺陷相对焊缝截面的位置，减少现场探伤检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法第一个实施例的方法流程图。

图2是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法第二个实施例的方法流程图。

图3是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法在检测状态时反射点位于焊缝截面内的示意图。

图4是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法第三个实施例的方法流程图。

图5是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法在检测状态时显示屏显示的反射点位于焊缝截面内的示意图。

图6是本发明提供的超声波探伤仪第一个实施例的超声波探头转动前后对比的结构示意图。

图7是本发明提供的超声波探伤仪第二个实施例的超声波探头转动前后对比的结构示意图。

图8是本发明提供的超声波探伤仪第三个实施例的超声波探头转动前后对比的结构示意图。

图9是本发明提供的超声波探伤仪第四个实施例的超声波探头转动前后对比的结构示意图。

附图标记说明：

1-超声波探头；2-支架；3-参考物。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，其是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法第一个实施例的方法流程图。本发明实施例提供的超声波探伤缺陷定位方法，可应用于平板型工件、垂直T型工件、斜T型工件和半径较大局部可视为平板型且对接焊缝为管子纵、环缝和球面的工件。

该超声波探伤缺陷定位方法，包括：

步骤S101、获得随超声波探头1联动的参考物3到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头1的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头1的一边线为焊缝远边线；

其中，所述获得随超声波探头1联动的参考物3到焊缝远边线的最短距离，包括：

若工件为平板型，则获得随超声波探头1联动的参考物3到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且经过焊缝远边线的表面；

若工件为垂直T型，则获得随超声波探头1联动的参考物3到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且靠近超声波探头1的工件表面；

若工件为斜T型，则获得随超声波探头1联动的参考物3到参考面的最短距离，所述参考面为倾斜于检测面且靠近超声波探头1的工件表面。

平板型工件，需设置一参考板紧贴焊缝远边线放置，作为定位的一个参考面和信号反射面；垂直T型工件，则不需设置参考板，工件表面就可作为参考面和信号反射面，斜T型工件，也不需设置参考板，工件表面就可作为参考面和信号反射面，不过斜T型工件的数学计算方法与平板型工件、垂直T型工件的不同，但实现依然相对简单。

优选的，超声波探伤仪可拆卸连接一参考板，在外界没有参考面和信号反射面时，可选择安装参考板以便检测使用。

步骤S102、根据所述最短距离和参考物3间距获得超声波探头1偏转角，根据所述超声波探头1偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离获得参考点至超声波探头1的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头1入射的工件探伤面；

步骤S103、根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

一般来说，检测到反射点处于焊缝中，是检测人员比较关心的情况。而检测到反射点处于工件本身，检测人员则倾向于忽略此缺陷，反射点即为缺陷。所以，我们只需获得的在焊缝中的反射点相对焊缝截面的位置即可。

该超声波探伤缺陷定位方法的使用可以仅在需要对最短距离进行分析的时候开启，因此，可以在对应的超声波探伤仪上设置一个专门的按键用于开启或关闭此功能，当闸门套住回波时按下此按键就可应用该超声波探伤缺陷定位方法，节能环保。

综上，一种超声波探伤缺陷定位方法，通过对比超声波探头1到焊缝远边线的第一最短距离和超声波探头1到参考点的第二最短距离，再配合反射点的深度，即可直接获得反射点相对焊缝截面的位置信息，即缺陷相对焊缝截面的位置，减少现场探伤检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

请参考图2，其是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法第二个实施例的方法流程图。本实施例与超声波探伤缺陷定位方法第一个实施例的主要区别在于增加了第一最短距离和第二最短距离的具体计算步骤。

该超声波探伤缺陷定位方法，包括：

步骤S201、获得随超声波探头1联动的两个传感器的回波信号，所述超声波探头1处于两个传感器之间连线的中点位置，根据所述回波信号分别获得两个传感器到焊缝远边线的最短距离，记为L₁和L₂；

其中，所述焊缝靠近超声波探头1的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头1的一边线为焊缝远边线；

步骤S202、记所述超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离为L'，根据L'=（L₁+L₂）/2，获得超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离；

优选的，所述参考物3为两个不同的传感器，便于快速的对两个传感器的回波信号进行区分，简化测量过程。超声波探头1位于两个传感器之间连线的中点位置，便于三角函数换算过程的简化。传感器为电磁波传感器或机械波传感器。传感器要求能发射大扩散角的信号，一般发射扩散角为0～120°即可。若在传感器底部安装一大角度可旋转转盘，则传感器对发射扩散角无要求。

优选的，所述参考物3为传感器，则所述参考板为带吸附力的金属板。斜T型工件的反射信号相对于垂直T型工件的反射信号来说较弱，处理斜T型工件的反射信号时，在数学计算之前还需要对斜T型工件的反射信号进行放大或滤波放大。

传感器发出波束，波束经过参考面反射后返回，传感器接收到返回的回波信号，根据回波信号的时间变化，回波检测电路可自动获得传感器相对焊缝远边线的最短距离，再经过公知的三角函数换算，即可快速获得超声波探头1相对焊缝远边线的第一最短距离。传感器随超声波探头1联动，在超声波探头1偏转检测过程中，两个传感器连线的偏转角即为超声波探头1的偏转角。

请参考图3，其是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法在检测状态时反射点位于焊缝截面内的示意图。

步骤S203、记两个传感器分别到焊缝远边线的最短距离为L₁和L₂，两个传感器的间距为S，传感器随超声波探头1联动时两个传感器连线的偏转角为α，超声波探头1转动时的超声波探头1偏转角为β，根据β=α=arcsin（|L₁-L₂|/S），获得超声波探头1偏转角；

当然，所述两个传感器连线的偏转角也可以通过在传感器下方设置一量角器直观读取得出。

步骤S204、记焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离为LA，参考点至超声波探头1的第二最短距离为La，根据La=LA×cosβ，获得第二最短距离；

其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头1入射的工件探伤面；

不管超声波探头1是否偏转，在垂直于焊缝轴线的截面方向上，反射点的深度DA是不变的，焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离LA有变化，则参考点至超声波探头1的第二最短距离也有变化，我们只需要知道焊缝截面上的DA和第二最短距离，即修正过的前端距离La即可获得反射点相对焊缝截面的位置，即缺陷相对焊缝截面的位置。

焊缝轴线为一条经过焊缝的长度方向、垂直并处于焊缝截面几何中心的直线。

优选的，角度计算运算精度保留小数点后面一位，单位为°，长度计算运算精度保留小数点后面一位，单位mm，符合超声波探伤检测的国家标准要求。

步骤S205、根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

本发明实施例提供的超声波探伤缺陷定位方法，对于曲率小的工件使用有所限制。

综上，本技术方案提供的超声波探伤缺陷定位方法结合探伤仪，就可实现探伤的一个辅助功能，仅需在探伤仪上增加一个按键用于此超声波探伤功能的开启或关闭，即可直接获得缺陷相对工件焊缝截面的位置，减少现场检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

请参考图4，其是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法第三个实施例的方法流程图。本实施例与超声波探伤缺陷定位方法第二个实施例的主要区别在于增加了显示反射点相对焊缝截面的位置的具体步骤。

该超声波探伤缺陷定位方法，包括：

步骤S301、获得随超声波探头1联动的传感器的回波信号，根据所述回波信号获得所述传感器到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头1的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头1的一边线为焊缝远边线；

优选的，所述传感器为超声波传感器，超声波传感器采用小晶片发射，扩散角度为100°。回波检测电路能通过超声波传感器反射回的两个超声波回波信号计算出两个超声波传感器分别至焊缝远边线的第一最短距离。

步骤S302、根据所述最短距离和参考物3间距获得超声波探头1偏转角，根据所述超声波探头1偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离获得参考点至超声波探头1的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头1入射的工件探伤面；

步骤S303、根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置；

步骤S304、在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置；

请参考图5，其是本发明提供的超声波探伤缺陷定位方法在检测状态时显示屏显示的反射点位于焊缝截面内的示意图。

回波检测电路能支持多种焊接接头形式的设计及画图，并根据所探测的距离信息计算和显示缺陷在焊缝截面上的相对位置。

显示的焊缝截面不受扫查方式的影响，在超声波探头1做锯齿形扫查、斜扫查的时候，显示的焊缝截面均为垂直于焊缝方向的切面；多种焊缝截面的参数及图形设计参考相控阵的声束仿真软件设计的焊缝设计部分，可对平板型工件和垂直T型工件的参数进行选择。

其中，所述在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置，包括：

记反射点的深度为DA，检测面的工件厚度为T，在焊缝截面图像中显示反射点的显示深度为d；若DA≤T，则d=DA；若T<DA≤2T，则d=2T-DA；若2T<DA≤3T，则d=DA-2T；若3T<DA≤4T，则d=4T-DA。

综上，本技术方案提供的超声波探伤缺陷定位方法，可进行缺陷相对工件焊缝截面的位置的直观显示，减少现场检测的工作量。探伤仪显示是一种波形显示。在屏幕上横坐标代表时间，纵坐标代表反射波的强度。通过缺陷位置直观地显示，以及焊缝图示的导入，能最大限度地降低检验员对缺陷的误判率。

本技术方案提供的超声波探伤缺陷定位方法可快速获得超声波探头1相对焊缝的最短距离和超声波探头1偏转角，达到将缺陷信号相对位置实时传送给探伤仪实现目标信号实时定位的目的，从而减少现场探伤过程中对每个相关显示信号都要人工用尺测量并进行人工计算信号位置的频繁重复操作，成十倍地提高检测工作效率，并且实时显示、跟踪信号延伸轨迹和方向，这是人工测量定位、定性是无法实现的，所以此方法将颠覆目前的手工测量方法，为实现检测自动判别迈进了一大步。另外，人工测量时可以直观的查看显示屏的显示数据，减少了用沾满耦合剂的手指操作超声波探伤仪的次数，避免将过多的耦合剂沾到超声波探伤仪上，从而对精密的超声波探伤仪起到一定的保护作用，延长了超声波探伤仪的使用寿命。

以下为本发明提供的超声波探伤仪的实施例。超声波探伤仪的实施例与上述的超声波探伤缺陷定位方法的实施例属于同一构思，超声波探伤仪的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述超声波探伤缺陷定位方法的实施例。

请参考图6，其是本发明提供的超声波探伤仪第一个实施例的超声波探头1转动前后对比的结构示意图。本发明实施例提供的超声波探伤仪应用于平板型工件。

该超声波探伤仪，包括回波检测电路，所述回波检测电路连接超声波探头1，所述超声波探头1固定连接支架2，所述支架2上设置随超声波探头1联动的参考物3，

所述回波检测电路，用于获得随超声波探头1联动的参考物3到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头1的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头1的一边线为焊缝远边线；

所述回波检测电路，还用于根据所述最短距离和参考物3间距获得超声波探头1偏转角，根据所述超声波探头1偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离获得参考点至超声波探头1的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头1入射的工件探伤面；

所述回波检测电路，还用于根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

本技术方案提供的超声波探伤仪，除了回波检测电路、用于发射检测信号的超声波探头1之外，还需要配置一个专门的支架2，支架2用于固定在超声波探头1上固定连接参考物3，所述支架2优选为横杆，结构简单，计算方便。

本发明实施例提供的超声波探伤仪，对于曲率小的工件使用有所限制。

综上，本技术方案提供的超声波探伤仪，通过对比超声波探头1到焊缝远边线的第一最短距离和超声波探头1到参考点的第二最短距离，再配合反射点的深度，即可直接获得反射点相对焊缝截面的位置信息，即缺陷相对焊缝截面的位置，减少现场探伤检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

请参考图7，其是本发明提供的超声波探伤仪第二个实施例的超声波探头1转动前后对比的结构示意图。本发明实施例提供的超声波探伤仪应用于垂直T型工件。

该超声波探伤仪，包括回波检测电路，所述回波检测电路连接超声波探头1，所述超声波探头1固定连接支架2，所述支架2上设置随超声波探头1联动的参考物3，

所述回波检测电路，用于获得随超声波探头1联动的参考物3到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头1的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头1的一边线为焊缝远边线；

所述回波检测电路，还用于根据所述最短距离和参考物3间距获得超声波探头1偏转角，根据所述超声波探头1偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离获得参考点至超声波探头1的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头1入射的工件探伤面；

所述回波检测电路，还用于根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

其中，所述参考物3为传感器，所述传感器包括电磁波传感器或机械波传感器，所述传感器和回波检测电路连接，所述回波检测电路，还用于获得随超声波探头1联动的传感器的回波信号，根据所述回波信号获得所述传感器到焊缝远边线的最短距离。

其中，所述获得随超声波探头1联动的参考物3到焊缝远边线的最短距离，包括：

若工件为平板型，则获得随超声波探头1联动的参考物3到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且经过焊缝远边线的表面；

若工件为垂直T型，则获得随超声波探头1联动的参考物3到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且靠近超声波探头1的工件表面；

若工件为斜T型，则获得随超声波探头1联动的参考物3到参考面的最短距离，所述参考面为倾斜于检测面且靠近超声波探头1的工件表面；

所述获得随超声波探头1联动的参考物3到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离，包括：

获得随超声波探头1联动的两个传感器的回波信号，所述超声波探头1处于两个传感器之间连线的中点位置，根据所述回波信号分别获得两个传感器到焊缝远边线的最短距离，记为L₁和L₂；

记所述超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离为L'，根据L'=（L₁+L₂）/2，获得超声波探头1至焊缝远边线的第一最短距离；

所述根据所述最短距离和参考物3间距获得超声波探头1偏转角，根据所述超声波探头1偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离获得参考点至超声波探头1的第二最短距离，包括：

记两个传感器分别到焊缝远边线的最短距离为L₁和L₂，两个传感器的间距为S，传感器随超声波探头1联动时两个传感器连线的偏转角为α，超声波探头1转动时的超声波探头1偏转角为β，根据β=α=arcsin（|L₁-L₂|/S），获得超声波探头1偏转角；

记焊缝中的反射点至超声波探头1的前端距离为LA，参考点至超声波探头1的第二最短距离为La，根据La=LA×cosβ，获得第二最短距离；

所述超声波探伤仪还包括与回波检测电路连接的显示屏，所述显示屏用于在所述回波检测电路根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置之后，在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置；

所述在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置，包括：

记反射点的深度为DA，检测面的工件厚度为T，在焊缝截面图像中显示反射点的显示深度为d；若DA≤T，则d=DA；若T<DA≤2T，则d=2T-DA；若2T<DA≤3T，则d=DA-2T；若3T<DA≤4T，则d=4T-DA。

综上，本技术方案提供的超声波探伤仪，在现有探伤仪功能上集成了一个一个辅助功能，增加一个按键用于此超声波探伤辅助功能的开启或关闭，即可直接获得缺陷相对工件焊缝截面的位置，减少现场检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

为了防止支架2旋转时顶住参考面，可以将支架2设置于超声波探头1后面，除了计算的时候要减去超声波探头1本身的长度m之外，其他计算过程和实现过程与支架2设置于超声波探头1前面一样。

请参考图8，其是本发明提供的超声波探伤仪第三个实施例的超声波探头1转动前后对比的结构示意图。本发明实施例提供的超声波探伤仪，应用于平板型工件的探伤检测，超声波探头1位于支架2前方。请参考图9，其是本发明提供的超声波探伤仪第四个实施例的超声波探头1转动前后对比的结构示意图。本发明实施例提供的超声波探伤仪，应用于垂直T型工件的探伤检测，超声波探头1位于支架2前方。

一种超声波探伤缺陷定位方法及超声波探伤仪，可直接获得缺陷相对焊缝截面的位置，减少现场探伤检测的工作量，减少对操作人员主观判断的依赖，降低对缺陷位置和性质的误判率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括存储器、磁盘或光盘等。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种超声波探伤缺陷定位方法，其特征在于，包括：

获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头的一边线为焊缝远边线；

根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头入射的工件探伤面；

根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

2.根据权利要求1所述的超声波探伤缺陷定位方法，其特征在于，所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，包括：

获得随超声波探头联动的传感器的回波信号，根据所述回波信号获得所述传感器到焊缝远边线的最短距离。

3.根据权利要求1所述的超声波探伤缺陷定位方法，其特征在于，所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，包括：

若工件为平板型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且经过焊缝远边线的表面；

若工件为垂直T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且靠近超声波探头的工件表面；

若工件为斜T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为倾斜于检测面且靠近超声波探头的工件表面。

4.根据权利要求1所述的超声波探伤缺陷定位方法，其特征在于，所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离，包括：

获得随超声波探头联动的两个传感器的回波信号，所述超声波探头处于两个传感器之间连线的中点位置，根据所述回波信号分别获得两个传感器到焊缝远边线的最短距离，记为L₁和L₂；

记所述超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离为L'，根据L'=（L₁+L₂）/2，获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离。

5.根据权利要求4所述的超声波探伤缺陷定位方法，其特征在于，所述根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离，包括：

记两个传感器分别到焊缝远边线的最短距离为L₁和L₂，两个传感器的间距为S，传感器随超声波探头联动时两个传感器连线的偏转角为α，超声波探头转动时的超声波探头偏转角为β，根据β=α=arcsin（|L₁-L₂|/S），获得超声波探头偏转角；

记焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离为LA，参考点至超声波探头的第二最短距离为La，根据La=LA×cosβ，获得第二最短距离。

6.根据权利要求1所述的超声波探伤缺陷定位方法，其特征在于，所述根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置之后，还包括：

在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置。

7.根据权利要求6所述的超声波探伤缺陷定位方法，其特征在于，所述在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置，包括：

记反射点的深度为DA，检测面的工件厚度为T，在焊缝截面图像中显示反射点的显示深度为d；若DA≤T，则d=DA；若T<DA≤2T，则d=2T-DA；若2T<DA≤3T，则d=DA-2T；若3T<DA≤4T，则d=4T-DA。

8.一种超声波探伤仪，包括回波检测电路，所述回波检测电路连接超声波探头，其特征在于，所述超声波探头固定连接支架，所述支架上设置随超声波探头联动的参考物，

所述回波检测电路，用于获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离；其中，所述焊缝靠近超声波探头的一边线为焊缝近边线，所述焊缝远离超声波探头的一边线为焊缝远边线；

所述回波检测电路，还用于根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离；其中，所述焊缝中的反射点在检测面的垂直投影点为基准点，所述基准点到第一最短距离连线的最短距离为第三最短距离，所述第三最短距离的连线与所述第一最短距离连线的交点为所述参考点，所述检测面为超声波探头入射的工件探伤面；

所述回波检测电路，还用于根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置。

9.根据权利要求8所述的超声波探伤仪，其特征在于：

所述参考物为传感器，所述传感器包括电磁波传感器或机械波传感器，所述传感器和回波检测电路连接，所述回波检测电路，还用于获得随超声波探头联动的传感器的回波信号，根据所述回波信号获得所述传感器到焊缝远边线的最短距离。

10.根据权利要求9所述的超声波探伤仪，其特征在于：

所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，包括：

若工件为平板型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且经过焊缝远边线的表面；

若工件为垂直T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为垂直于检测面且靠近超声波探头的工件表面；

若工件为斜T型，则获得随超声波探头联动的参考物到参考面的最短距离，所述参考面为倾斜于检测面且靠近超声波探头的工件表面；

所述获得随超声波探头联动的参考物到焊缝远边线的最短距离，根据所述最短距离获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离，包括：

获得随超声波探头联动的两个传感器的回波信号，所述超声波探头处于两个传感器之间连线的中点位置，根据所述回波信号分别获得两个传感器到焊缝远边线的最短距离，记为L₁和L₂；

记所述超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离为L'，根据L'=（L₁+L₂）/2，获得超声波探头至焊缝远边线的第一最短距离；

所述根据所述最短距离和参考物间距获得超声波探头偏转角，根据所述超声波探头偏转角和焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离获得参考点至超声波探头的第二最短距离，包括：

记两个传感器分别到焊缝远边线的最短距离为L₁和L₂，两个传感器的间距为S，传感器随超声波探头联动时两个传感器连线的偏转角为α，超声波探头转动时的超声波探头偏转角为β，根据β=α=arcsin（|L₁-L₂|/S），获得超声波探头偏转角；

记焊缝中的反射点至超声波探头的前端距离为LA，参考点至超声波探头的第二最短距离为La，根据La=LA×cosβ，获得第二最短距离；

所述超声波探伤仪还包括与回波检测电路连接的显示屏，所述显示屏用于在所述回波检测电路根据所述第一最短距离、第二最短距离和反射点的深度，获得反射点相对焊缝截面的位置之后，在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置；

所述在显示屏上显示焊缝截面图像，在所述焊缝截面图像中显示反射点的位置，包括：

记反射点的深度为DA，检测面的工件厚度为T，在焊缝截面图像中显示反射点的显示深度为d；若DA≤T，则d=DA；若T<DA≤2T，则d=2T-DA；若2T<DA≤3T，则d=DA-2T；若3T<DA≤4T，则d=4T-DA。

Images