CN104792884B - 超声检测中激光笔与超声探头相对位置的标定装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超声检测中激光笔与超声探头相对位置的标定装置与方法，所述装置包括测量水槽、超声探头、信号发生器、激光笔、标定试样，其中：标定试样固定于测量水槽内；超声探头连接信号发生器；信号发生器向超声探头发射一定频率的脉冲信号，经过超声探头转换成超声波信号，经过耦合介质到达标定试样；激光笔用于确定标定试样中心的位置。所述方法基于所述装置，可以简便、准确地实现激光笔位置和超声探头相对位置的标定，保证了探头初定位时的准确性。

Description

超声检测中激光笔与超声探头相对位置的标定装置与方法

技术领域

本发明属于超声无损检测领域，具体涉及一种超声检测中激光笔与超声探头相对位置的标定装置与方法。

背景技术

超声波检测是无损检测中的一种常用方式，也是焊接质量的常用的检测手段。超声波检测中大部分是通过检测超声波通过待测工件后的透射强度或反射强度的大小来表征工件内部的分布特征，判别工件的焊接质量。

在电接触触点的焊接质量检测过程中，需要设置合适的扫描范围，为了保证扫描范围的准确，需要对超声探头进行初步定位，使得超声探头对准工件表面。在进行超声探头定位时，要根据激光笔和超声探头的相对位置，在激光笔对准工件之后，调节超声探头的位置，使超声探头对准工件，实现超声探头的定位。

目前国内外推出的超声检测产品中，都没有提出超声探头的初定位装置，更没有针对超声探头和激光笔相对位置的标定提出解决方案。

公开号为CN103267807A(申请号CN201310160721.4)的中国发明专利申请，公开了一种超声波检测设备中的探头标定方法和装置。公开号为CN103110429A(申请号：201210191466.5)的中国发明专利申请，公开了一种超声波探头的光学标定方法。上述两个发明中只涉及到用不同的方法对探头探测性能的标定，没有涉及探头的定位，更没有涉及激光笔和探头相对位置的标定。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种超声检测中激光笔与超声探头相对位置的标定装置与方法，该装置和方法可以简便、准确地实现超声探头和激光笔相对位置的标定。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种激光笔和超声探头相对位置的标定装置，所述标定装置包括：超声检测设备的测量水槽、超声探头、信号发生器、激光笔以及标定试样，其中：

所述标定试样固定于超声检测设备的测量水槽内；

所述标定试样，作为进行激光笔和超声探头相对位置标定的基础；

所述超声探头连接信号发生器；

所述信号发生器，向超声探头发射一定频率的脉冲信号，脉冲信号经过超声探头的转换作用转换成超声波信号，经过耦合介质，到达标定试样；

所述激光笔，用于确定标定试样中心的位置。

优选的，所述激光笔通过激光笔固定机构固定在激光笔和超声探头移动机构上。

优选的，所述激光笔连接有控制其移动的机构。

优选的，所述标定试样上表面刻有十字交叉槽标志，且该十字标志的中心位于标定试样的中心。

优选的，所述激光笔向标定试样垂直发出照射激光，并结合标定试样的十字标志进行位置标定。

本发明还提供一种激光笔和超声探头相对位置的标定方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：将标定试样放在超声检测设备的测量水槽中，固定标定试样的位置，并将标定试样的位置设定为(0，0，0)；

步骤2：将激光笔固定在超声探头的移动机构上；

步骤3：控制激光笔和超声探头整体结构移动，同时要求激光笔发出的激光从上方垂直照射到标定试样上；继续移动激光笔，通过操作人员眼睛观察，直到激光笔十字标志和标定试样的十字标志重叠，记录下激光笔运动的相对位移(△X1，△Y1，△Z1)；

步骤4：使用超声探头扫描标定试样，要求扫描的范围大于标定试样的大小，且标定试样全部位于扫描范围内，得到扫描图像；

步骤5：对得到的扫描图像进行图像处理，得到扫描图像的中心位置和标定试样十字标志中心位置的相对位置(△X2，△Y2，△Z2)；

步骤6：得到激光笔和超声探头的相对位置为(△X1+△X2，△Y1+△Y2，△Z1+△Z2)，至此完成激光笔和超声探头之间的位置标定。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明实现了激光笔位置和超声探头相对位置的标定，保证了探头初定位时的准确性。

附图说明

图1为本实施例的激光笔与探头相对位置的标定装置示意图；

图2为本实施例的标定试样示意图；

图3为本实施例的激光笔定位标志示意图；

图4为本实施例的激光笔定位标定试样时的示意图；

图5为本实施例的超声探头定位标定工件时的示意图。

图中：1为标定试样，2为测量水槽，3为超声探头，4为激光笔固定装置，5为激光笔，6为激光笔和超声探头移动装置，7为激光笔十字标志；8为测试结果图的中心。

具体实施方式

以下对本发明的技术方案作进一步的说明，以下的说明仅为理解本发明技术方案之用，不用于限定本发明的范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

如图1所示，为本实施例所述的一种激光笔与探头相对位置的标定装置示意图，所述标定装置包括：标定试样1、测量水槽2、超声探头3、信号发生器、激光笔固定机构4、激光笔5以及激光笔和超声探头移动机构6，其中：标定试样1固定在测量水槽2中；超声探头3固定在激光笔和超声探头移动机构6上，超声探头3连接超声信号发生器；超声信号发生器是向超声探头3发射一定频率的脉冲信号，脉冲信号经过超声探头3的转换作用转换成超声波信号，经过耦合介质到达标定试样1；激光笔5通过激光笔固定机构4固定在激光笔和超声探头移动机构6上，激光笔5用于确定标定试样1中心的位置。

如图2所示，为本实施例用来标定激光笔与超声探头相对位置的标定试样的示意图。本实施例所述标定试样1为长方体，但不仅限于长方体；所述标定试样1的表面刻有十字交叉槽标志，该十字标志的中心为标定试样1的中心。

如图3所示，为本实施例激光笔的识别标志示意图。本实施例所述激光笔5是由多个等距圆环和一个十字标志组成，该十字标志的交叉点正是同心圆环的圆心。所述激光笔5向标定试样1垂直发出照射激光，并结合标定试样1的十字标志进行位置标定。

如图4所示，为本实施例利用激光笔定位标定试样时的示意图。本实施例在利用激光笔5进行定位时，通过机械结构或其他方式控制激光笔5移动，通过人眼观察，直到标定试样1的十字标志的中心和激光笔5的十字标志的中心重叠，并记录激光笔5和超声探头3的移动距离，为(△X1，△Y1，△Z1)。

如图5所示，为本实施例利用超声探头定位标定试样的示意图。本实施例利用超声探头3扫描标定试样1，要求扫描的范围大于标定试样1的上表面大小，且标定试样1全部位于扫描范围内；利用超声探头3进行扫描，得到扫描图像；经过图像处理，计算得到扫描图像的中心位置和标定试样1的十字标志中心位置的相对位置(△X2，△Y2，△Z2)。

那么，可以计算，激光笔5和超声探头3的相对位置为(△X1+△X2，△Y1+△Y2，△Z1+△Z2)，从而完成了超声检测中激光笔与超声探头相对位置的标定。

本发明所述标定装置与方法实现了激光笔位置和超声探头相对位置的标定，保证了探头初定位时的准确性。

以上所述仅为本发明的部分实施例而已，并非对本发明的技术范围做任何限制，凡在本发明的精神和原则之内做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种激光笔和超声探头相对位置的标定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：将标定试样放在超声检测设备的测量水槽中，固定标定试样的位置，并将标定试样的位置设定为(0，0，0)；所述标定试样上表面刻有十字交叉槽标志，且该十字交叉槽标志的中心位于标定试样的中心；

步骤2：将激光笔固定在超声探头的运动机构上；所述激光笔由多个等距圆环和一个十字标志组成，该十字标志的交叉点正是同心圆环的圆心；所述激光笔向标定试样垂直发出照射激光，并结合标定试样的十字交叉槽标志进行位置标定；

步骤3：通过机械结构控制激光笔和超声探头整体结构移动，同时要求激光笔发出的激光从上方垂直照射到标定试样上；继续移动激光笔，通过操作人员眼睛观察，直到激光笔十字标志和标定试样的十字交叉槽标志重叠；

步骤4：使用超声探头扫描标定试样，要求扫描的范围大于标定试样的大小，且标定试样全部位于扫描范围内，得到扫描图像；

步骤5：对得到的扫描图像进行图像处理，得到扫描图像的中心位置和标定试样十字交叉槽标志中心位置的相对位置(△X2，△Y2)；

步骤6：得到激光笔和超声探头的相对位置为(△X2，△Y2)，至此完成激光笔和超声探头之间的位置标定。