CN103604869B - 基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数值反演的无损检测缺陷参数识别方法，通过超声和射线等传统无损检测方法识别缺陷长度和位置参数，获得实测的缺陷回波幅值；设定缺陷自身高度和偏转角度的初始范围，采用检测超声回波计算模型模拟不同自身高度和不同偏转角度的缺陷回波幅值；以实测的缺陷回波幅值和模拟的缺陷回波幅值的差异为目标函数，采用反演算法在缺陷自身高度和偏转角度的初始范围内寻找最优的自身高度和偏转角度值。本发明基于数值反演可获得传统无损检测方法无法获得的缺陷自身高度和偏转角度参数，从而可为无损检测模拟缺陷提供全面的尺寸和位置信息；同时，适用于检测方式受限的复杂结构试块。

Description

基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，尤其涉及一种无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法。

背景技术

无损检测技术是产品质量和工业结构服役安全的有效保证。合理的无损检测工艺设计有耐于掌握检测对象常见缺陷，并通过模拟制作含有这些缺陷的试块，进行相关实验研究和能力验证。所以说无损检测模拟试块与检测仪器、探头共同构成无损检测系统。然而，试块制作，特别是试块中模拟缺陷的加工相当困难，因为真实缺陷的参数如裂纹等的成型尺寸难以精确控制，所以在试块制作完成后，试块中添加的缺陷是否达到设计要求需要通过一定的方法来验证。

破坏性检验方法是在做完所有无损实验后，通过将试块割开来获得其缺陷参数，其缺点是试块无法重复利用。无损检测方法如射线、超声等也常用于获取试块缺陷参数，但是射线检测只能针对具有较好透照结构的试件，而且只能提供缺陷的水平位置和长度信息。对于较复杂构件或者无法进行射线验证时，则采用超声检测，可以得到缺陷水平位置、深度和指示长度，但是难以获得缺陷自身高度和取向信息。目前尚没有出现更好的能识别和验证试块中缺陷参数的方法。

超声检测的仿真与模拟工作在国内外已经广泛开展，而且针对较低粗糙度面积型缺陷(如焊缝的未熔合)的回波计算已经较为准确。而对于焊缝试块中的裂纹缺陷，由于加工困难，通常采用具有类似声学特性的未熔合缺陷代替，因此在获得未熔合缺陷的位置、尺寸和取向等参数信息后，可以通过建立超声检测系统模型来准确计算其回波信号。

超声检测系统模型属于正演模型，在已知检测参数的情况下，可以计算检测回波。通过超声和射线检测只能直接或间接地获得缺陷位置、长度以及缺陷回波等信息。因此问题的关键是如何利用已知的检测参数、缺陷参数及缺陷回波，并结合超声检测系统模型反演缺陷高度和取向。信号反演算法如遗传算法、最优化理论等都已经较为成熟。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明结合了传统的实验检测方法、超声检测系统模型和信号反演算法，提出了一种无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，该方法可获取模拟试块缺陷的全部位置和尺寸信息。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，包括步骤：

步骤1，采用无损检测方法获取模拟试块缺陷的长度、水平位置和深度参数，采用超声检测法获得模拟试块缺陷的缺陷回波动态曲线，并获得缺陷的回波幅值矩阵EA；

步骤2，根据模拟试块缺陷的设计方案和缺陷制作工艺确定缺陷自身高度的初始范围，利用超声相控阵确定模拟试块缺陷偏转角度的初始范围；

步骤3，采用检测超声回波计算模型模拟不同自身高度和不同偏转角度的缺陷的回波动态曲线，并获得一系列回波幅值矩阵SA，所述的不同自身高度和不同偏转角度均属于各自的初始范围；

步骤4，根据步骤3获得的模拟回波幅值和步骤1获得的实测回波幅值的差异构建数值反演的目标函数，基于目标函数进行数值反演寻找全局最优解，从而获得模拟试块缺陷的自身高度值和偏转角度值。

步骤1中所述的利用超声检测法获得模拟试块缺陷的缺陷回波动态曲线，具体为：

以缺陷最高回波对应的探头位置点为原点O，以垂直于缺陷长度的方向为x轴，沿缺陷长度方向为y轴，将探头沿x轴在x轴的探头移动范围内移动，所述的x轴的探头移动范围满足条件：缺陷最高回波比探针在两端的回波均高12dB；探头以预设步进在探头移动范围内移动，探头所在位置为探头位置点，记录各探头位置点的回波幅值，基于探头位置点及其对应的回波幅值构建缺陷回波动态曲线。

步骤2中所述的利用超声相控阵确定模拟试块缺陷偏转角度的初始范围，具体为：

利用超声相控阵获得不同角度的超声束作用于模拟试块的缺陷面，找到最大缺陷回波对应的超声束的角度值β，则模拟试块缺陷偏转角度的初始范围β±Δβ，偏差值Δβ自行选定。

步骤3中所述的检测超声回波计算模型基于数值方法构建，具体为：

(1)选定数值模型的计算区域，所述的计算区域包括矩形，该矩形对角线为探头位置点和缺陷中心的连线，矩形一边与模拟试块表面平行，另一边与模拟试块表面垂直；

(2)给选定的计算区域施加边界条件；

(3)采用有限差分法获得波动方程的差分形式；

(4)取超声传播至2倍声程时对应的时刻t，计算时刻t探头位置点的垂直回波振动速度或回波应力分量，记为探头位置点接收的回波信号。

所述的给选定的计算区域施加边界条件，所施加的边界条件为：

模拟试块表面施加自由边界，探头与模拟试块接触部位施加探头激励函数，模拟试块内部界面施加吸收边界条件，缺陷表面施加自由边界条件。

步骤3进一步包括子步骤：

3.1对缺陷的自身高度和偏转角度的初始范围进行等分，获得一系列自身高度值和偏转角度值，对一系列自身高度值和偏转角度值排列组合获得一系列包括自身高度值、偏转角度值、长度、水平位置和深度的缺陷参数组，所述的长度、水平位置和深度参数为步骤1获得的实测参数；

3.2采用检测超声回波计算模型分别模拟各缺陷参数组对应的缺陷回波幅值矩阵SA，模拟过程中，坐标系、探头移动范围及探头移动步进均同步骤1。

步骤4中所述的数值反演采用遗传算法实现。

步骤4中所述的目标函数其中，j表示探头位置点编号；N为探头位置点总数；SA_j为探头位置点j处的模拟回波幅值；EA_j为探头位置点j处的实测回波幅值。

本发明无损检测缺陷参数识别方法，通过超声和射线等传统无损检测方法识别缺陷长度和位置参数，获得实测的缺陷回波幅值；设定缺陷自身高度和偏转角度的初始范围，采用检测超声回波计算模型模拟不同自身高度和不同偏转角度的缺陷回波幅值；以实测的缺陷回波幅值和模拟的缺陷回波幅值的差异为目标函数，采用反演算法在缺陷自身高度和偏转角度的初始范围内寻找最优的自身高度和偏转角度值。本发明基于数值反演可获得传统无损检测方法无法获得的缺陷自身高度和偏转角度参数，从而可为无损检测模拟缺陷提供全面的尺寸和位置信息；同时，适用于检测方式受限的复杂结构试块。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、适用于验证用于无损检测工艺的模拟试块是否达到设计要求，可获取模拟试块缺陷的全部位置和尺寸信息，从而可以更有针对性的进行无损检测工艺设计和能力验证。

2、特别适用于实验测试方法受限的复杂结构模拟试块缺陷参数的识别。

附图说明

图1是本发明实施例涉及的流程图；

图2是本发明实施例涉及的焊缝结构示意图；

图3是本发明实施例涉及的缺陷回波动态曲线；

图4是本发明实施例涉及的遗迭代曲线。

具体实施方式

本发明的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，具体包括如下步骤：

步骤1、基于无损检测方法获取模拟试块缺陷的尺寸参数和回波信息，所述的尺寸参数包括长度、水平位置和深度；所述的回波信息为缺陷回波动态曲线。

该步骤进一步包括子步骤：

步骤1.1、利用射线照相法获得模拟试块缺陷长度。

利用射线照相法得到模拟试块缺陷的底片，测量底片上缺陷影像的长度L，结合射线照相法的检测参数，计算得到缺陷真实长度近似值L₀，见公式(1)。

L₀＝L-2dL₂/L₁(1)

式(1)中，d、L₁、L₂均为射线照相法的检测参数，d为焦点直径就，L₁为焦点至试块表面距离，L₂为试块至胶片距离。

步骤1.2、利用超声检测法获得模拟试块缺陷中心的深度和水平位置。

利用超声检测法获得模拟试块缺陷的最高回波，根据探头位置、最高回波出现位置S和超声束发射角度θ，确定缺陷中心的深度H和水平位置。

步骤1.3、利用超声检测法获得模拟试块缺陷回波动态曲线。

以缺陷最高回波对应的探头位置点为原点O，以垂直于缺陷长度的方向为x轴，沿缺陷长度方向为y轴，将探头沿x轴在x轴的探头移动范围内移动，所述的x轴的探头移动范围满足条件：缺陷最高回波比探头在两端的回波均高mdB，m为设定值，优选为6～12。探头以1mm为步进在探头移动范围内移动，探头所在位置为探头位置点，记录各探头位置点的回波幅值EA。以探头位置点为横坐标，以各探头位置点对应的回波幅值为纵坐标，获得缺陷回波动态曲线，以缺陷回波动态曲线上回波幅值最大值为基准点对所有回波幅值归一化。

步骤2、基于数值方法建立检测超声回波计算模型，用于模拟计算试块缺陷的缺陷回波动态曲线。检测超声回波计算模型的构建方法可参见文献：张俊，丁辉，李明.相控阵超声检测的有限差分模拟及其在回波分析中的应用[J].无损检测，2012年8月。

该步骤进一步包括子步骤：

步骤2.1、选定数值模型的计算区域。

根据超声检测布局，选定数值模型的计算区域。选定原则是：计算区域必须包含一个矩形，该矩形对角线为探头位置和缺陷中心的连线，矩形一边与试块表面平行，一边与试块表面垂直。

步骤2.2、给选定的数值模型计算区域施加边界条件。

试块表面施加自由边界，即速度或应力为零；探头与试块接触部位施加探头激励函数；试块内部界面施加吸收边界条件；缺陷表面施加自由边界条件。

步骤2.3、采用有限差分法写出波动方程的差分形式，即检测超声回波计算模型。

波动方程的差分形式见公式(2)～(6)：

$u_{i,j}^{k+1}=u_{i,j}^{k-1}+\frac{{\left({\mathrm{\τ}}_{xx}\right)}_{i+1,j}^k-{\left({\mathrm{\τ}}_{xx}\right)}_{i-1,j}^k}{\mathrm{\ρ}\mathrm{\Δ}x/\mathrm{\Δ}t}+\frac{{\left({\mathrm{\τ}}_{xz}\right)}_{i,j+1}^k-{\left({\mathrm{\τ}}_{xz}\right)}_{i,j-1}^k}{\mathrm{\ρ}\mathrm{\Δ}z/\mathrm{\Δ}t}---\left(2\right)$

$v_{i,j}^{k+1}=v_{i,j}^{k-1}+\frac{{\left({\mathrm{\τ}}_{xz}\right)}_{i+1,j}^k-{\left({\mathrm{\τ}}_{xz}\right)}_{i-1,j}^k}{\mathrm{\ρ}\mathrm{\Δ}x/\mathrm{\Δ}t}+\frac{{\left({\mathrm{\τ}}_{yy}\right)}_{i,j+1}^k-{\left({\mathrm{\τ}}_{yy}\right)}_{i,j-1}^k}{\mathrm{\ρ}\mathrm{\Δ}z/\mathrm{\Δ}t}---\left(3\right)$

${\left({\mathrm{\τ}}_{xx}\right)}_{i,j}^{k+1}={\left({\mathrm{\τ}}_{xx}\right)}_{i,j}^{k-1}+\[\frac{\left(\mathrm{\λ}+2\mathrm{\μ}\right)\left(u_{i+1,j}-u_{i-1,j}\right)}{\mathrm{\Δ}x/\mathrm{\Δ}t}\]+\[\frac{\mathrm{\μ}\left(v_{i,j+1}-v_{i,j-1}\right)}{\mathrm{\Δ}z/\mathrm{\Δ}t}\]---\left(4\right)$

${\left({\mathrm{\τ}}_{zz}\right)}_{i,j}^{k+1}={\left({\mathrm{\τ}}_{zz}\right)}_{i,j}^{k-1}+\[\frac{\left(\mathrm{\λ}+2\mathrm{\μ}\right)\left(v_{i+1,j}-v_{i-1,j}\right)}{\mathrm{\Δ}x/\mathrm{\Δ}t}\]+\[\frac{\mathrm{\λ}\left(u_{i,j+1}-u_{i,j-1}\right)}{\mathrm{\Δ}z/\mathrm{\Δ}t}\]---\left(5\right)$

${\left({\mathrm{\τ}}_{xz}\right)}_{i,j}^{k+1}={\left({\mathrm{\τ}}_{xz}\right)}_{i,j}^{k-1}+\[\frac{\mathrm{\λ}\left(v_{i+1,j}-v_{i-1,j}\right)}{\mathrm{\Δ}x/\mathrm{\Δ}t}\]+\[\frac{\mathrm{\λ}\left(u_{i,j+1}-u_{i,j-1}\right)}{\mathrm{\Δ}z/\mathrm{\Δ}t}\]---\left(6\right)$

式(2)～(6)中，u和v为缺陷回波振动速度分量，τ为缺陷回波应力分量；Δx和Δz分别表示沿坐标轴x和z方向的空间步长，Δt为时间步长，时间步长与空间步长必须满足条件：Δx＞0.5cΔt，Δz＞0.5cΔt，c为声速；λ和μ为描述模拟试块弹性的拉梅系数，ρ表示模拟试块密度；i和j分别表示沿沿坐标轴x和z方向的空间单元序号，k表示时间单元序号。

和分别表示在时间单元k+1对应的时刻下、空间单元i和j对应的探头位置点的缺陷回波振动速度在坐标轴x和z方向的分量；和分别在时间单元k+1对应的时刻下、空间单元i和j对应的探头位置点的缺陷回波应力分量。

步骤2.4、取超声传播至2倍声程时对应的时刻t，t＝2s/c，s为声程，c为声速，计算时刻t探头位置处的垂直回波振动速度或回波应力分量，记为探头接收到的回波信号。

步骤3、根据模拟试块缺陷的设计方案和缺陷制作工艺确定缺陷自身高度的初始范围。

根据模拟试块缺陷的设计方案获知缺陷自身高度设计值h，根据缺陷制作工艺确定缺陷自身高度的初始范围为h±Δh，Δh为偏差值，Δh可根据实际情况取较大值，以防止真实缺陷高度不在初始范围内。

步骤4、利用超声相控阵设定模拟试块缺陷偏转角度的初始范围。

利用超声相控阵获得不同角度的超声束作用于模拟试块的缺陷面，并找到最大缺陷回波对应的超声束的角度值β。根据超声波的垂直反射原理，设定缺陷偏转角度的初始范围为β±Δβ，其中，偏差值Δβ一般取3°。

步骤5、采用检测超声回波计算模型模拟获得不同自身高度和不同偏转角度的缺陷的回波动态曲线，并获得回波幅值矩阵。

该步骤进一步包括子步骤：

步骤5.1、对缺陷自身高度和偏转角度的初始范围进行等分，通过排列组合获得由自身高度、偏转角度、长度、深度和水平位置缺陷参数构成的缺陷参数组，其中，缺陷参数组中长度、深度和水平位置为步骤1所获得的实测值。

具体实施时，以0.1为步进对缺陷的自身高度和偏转角度的初始范围进行等分，将等分后的自身高度值和偏转角度值进行排列组合，获得(100*2Δh*2Δβ)组缺陷参数组。

步骤5.2、利用检测超声回波计算模型分别获得各缺陷参数组对应的回波幅值。

坐标系、探头移动范围及探头移动步进同步骤1.3，即，以缺陷最高回波对应的探头位置点为原点O，以垂直于缺陷长度的方向为x轴，沿缺陷长度方向为y轴，将探头沿x轴在x轴的探头移动范围内移动，所述的x轴的探头移动范围满足条件：缺陷最高回波比探针在两端的回波均高12dB；探头以1mm为步进在探头移动范围内移动，探头所在位置为探头位置点。利用超声检测计算模型模拟计算各探头位置点n的缺陷回波，取各探头位置点对应的缺陷回波幅值构成该组缺陷参数组的回波幅值矩阵SA。

步骤6、以检测超声回波计算模型模拟的回波幅值和超声实测回波幅值的方差之和构成数值反演的目标函数。

目标函数J(h,β)见式(7)：

$J(h,\mathrm{\β})=\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left(\frac{{\mathrm{SA}}_j-{\mathrm{EA}}_j}{{\mathrm{EA}}_j}\right)}^2---\left(7\right)$

式(7)中，j表示探头位置点编号；N为探头位置点总数；SA_j为缺陷参数组对应的探头位置点j处的模拟回波幅值；EA_j为探头位置点j处的实测回波幅值。

基于目标函数J(h,β)从(100*2Δh*2Δβ)组缺陷参数组中找寻最优解，当J(h,β)达到最小值时，此时模拟回波幅值和实测回波幅值最为接近，对应的缺陷参数组即为最优解，该最优缺陷参数组中的参数值即识别获得的模拟试块缺陷参数。

步骤7，基于数值反演的目标函数，采用遗传算法求解全局最优解，从而获得模拟试块缺陷的高度值和偏转角度值。

本步骤进一步包括子步骤：

步骤7.1、采用联级编码方式对缺陷的自身高度和偏转角度进行编码，编码长度取决于自身高度和偏转角度的初始取值范围和精度；

步骤7.2、设置遗传算法参数，本具体实施中，设定种群大小20，交叉概率0.6，变异概率0.1，迭代次数20，以公式(7)为适应度函数；

步骤7.3、采用通用遗传算法程序进行迭代计算，并按照与编码方式对应的解码方式进行解码，从而获得缺陷高度和偏转角度值。本步骤具体可采用Matlab软件的GA工具箱等进行迭代计算。

下面将通过实施例进一步说明本发明技术方案及有益效果。

有一板对接焊缝钢板，结构示意图见图2，板厚20mm，焊缝坡口60°，焊缝宽度22.7mm，在焊缝中部预埋一裂纹，设计裂纹偏转角度为45°，自身高度为4mm，长度为10mm，但是由于缺陷制作工艺较为复杂，真实制作缺陷必然存在误差，现利用本发明方案对该裂纹参数进行反演识别。

步骤一，利用射线照相法测量裂纹长度。

本实施例中，X射线检测的参数为：焦点至试块表面距离L1为600mm，试块至胶片距离L₂为20mm，焦点直径d为4mm，测量底片上缺陷影像长度L为14.2mm，利用式(1)计算得到缺陷真实长度L₀的近似值为13.9mm。

步骤二，利用超声检测法获得缺陷中心的深度、水平位置及缺陷回波动态曲线。

本实施例中，采用K2探头对20mm厚板进行检测，发现在声程22mm处有缺陷最高回波，通过三角函数和几何关系，计算获得缺陷中心的深度为9.8mm，探头前沿距离焊缝中心19mm，缺陷中心距离焊缝中心线0.67mm。以当前探头位置为坐标原点，以1mm为步进移动探头，分布左右移动探头并记录各探头位置的最大回波幅值，形成缺陷回波动态曲线，见图3，各探头位置的最大回波幅值构成矩阵EA。

步骤三，设置缺陷偏转角度和自身高度的初始范围。

本实施例中，利用相控阵超声仪以30-70°声束入射至缺陷，发现62°声束得到最大缺陷回波，则缺陷面与62°声束近似垂直，偏差值Δβ取3°，缺陷偏转角度初始范围设置为59°～65°。根据缺陷自身高度设计值4mm及制作工艺，设置缺陷自身高度初始范围为2mm-6mm。

步骤四，构建缺陷参数组。

以0.1为步进对缺陷的偏转角度和自身高度的取值范围进行等分获得一系列的偏转角度值和自身高度值，通过排列组合获得60*40组缺陷参数组。

步骤五，利用检测超声回波计算模型分别模拟各缺陷参数组对应的回波幅值。

试块声速为5900m/s，计算区域为20mm*22mm，探头频率为2.5MHz。采用检测超声回波计算模型分别模拟所有缺陷参数组的回波幅值，构成缺陷回波幅值二维矩阵SA。回波幅值二维矩阵SA行号表示2400组缺陷参数组的编号，列号表示探头位置，探头位置与矩阵EA各元素对应的探头位置一一对应。以回波幅值二维矩阵SA为反演的基础数据库。

步骤六，利用遗传算法进行数值反演。

根据缺陷偏转角度和自身高度的取值范围和精度，采用二进制联级编码对缺陷的自身高度和偏转角度进行编码，自身高度和偏转角度的编码长度均为6。采用遗传算法经100次迭代获得最优解，图3所示为获得的迭代曲线。此时最优解对应的缺陷偏转角度为63.3°、自身高度为3.7mm。

本实施例最终识别得到的试块缺陷参数为：长度13.9mm，自身高度3.7mm，偏转角度63.3°，深度9.8mm，缺陷中心距离焊缝中心线0.67mm。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，采用无损检测方法获取模拟试块缺陷的长度、水平位置和深度参数，采用超声检测法获得模拟试块缺陷的缺陷回波动态曲线，并获得缺陷的回波幅值矩阵EA；

步骤2，根据模拟试块缺陷的设计方案和缺陷制作工艺确定缺陷自身高度的初始范围，利用超声相控阵确定模拟试块缺陷偏转角度的初始范围；

步骤3，采用检测超声回波计算模型模拟不同自身高度和不同偏转角度的缺陷的回波动态曲线，并获得一系列回波幅值矩阵SA，所述的不同自身高度和不同偏转角度均属于各自的初始范围；

步骤4，根据步骤3获得的模拟回波幅值和步骤1获得的实测回波幅值的差异构建数值反演的目标函数，基于目标函数进行数值反演寻找全局最优解，从而获得模拟试块缺陷的自身高度值和偏转角度值。

2.如权利要求1所述的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于：

所述的利用超声检测法获得模拟试块缺陷的缺陷回波动态曲线，具体为：

以缺陷最高回波对应的探头位置点为原点O，以垂直于缺陷长度的方向为x轴，沿缺陷长度方向为y轴，将探头沿x轴在x轴的探头移动范围内移动，所述的x轴的探头移动范围满足条件：缺陷最高回波比探针在两端的回波均高12dB；探头以预设步进在探头移动范围内移动，探头所在位置为探头位置点，记录各探头位置点的回波幅值，基于探头位置点及其对应的回波幅值构建缺陷回波动态曲线。

3.如权利要求1所述的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于：

步骤2中所述的利用超声相控阵确定模拟试块缺陷偏转角度的初始范围，具体为：

利用超声相控阵获得不同角度的超声束作用于模拟试块的缺陷面，找到最大缺陷回波对应的超声束的角度值β，则模拟试块缺陷偏转角度的初始范围β±Δβ，偏差值Δβ自行选定。

4.如权利要求1所述的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于：

所述的检测超声回波计算模型基于数值方法构建，具体为：

(1)选定数值模型的计算区域，所述的计算区域包括矩形，该矩形对角线为探头位置点和缺陷中心的连线，矩形一边与模拟试块表面平行，另一边与模拟试块表面垂直；

(2)给选定的计算区域施加边界条件；

(3)采用有限差分法获得波动方程的差分形式；

(4)取超声传播至2倍声程时对应的时刻t，计算时刻t探头位置点的垂直回波振动速度或回波应力分量，记为探头位置点接收的回波信号。

5.如权利要求4所述的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于：

所述的给选定的计算区域施加边界条件，所施加的边界条件为：

模拟试块表面施加自由边界，探头与模拟试块接触部位施加探头激励函数，模拟试块内部界面施加吸收边界条件，缺陷表面施加自由边界条件。

6.如权利要求1所述的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于：

步骤3进一步包括子步骤：

3.1对缺陷的自身高度和偏转角度的初始范围进行等分，获得一系列自身高度值和偏转角度值，对一系列自身高度值和偏转角度值排列组合获得一系列包括自身高度值、偏转角度值、长度、水平位置和深度的缺陷参数组，所述的长度、水平位置和深度参数为步骤1获得的实测参数；

3.2采用检测超声回波计算模型分别模拟各缺陷参数组对应的缺陷回波幅值矩阵SA，模拟过程中，坐标系、探头移动范围及探头移动步进均同步骤1。

7.如权利要求1所述的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于：

步骤4中所述的数值反演采用遗传算法实现。

8.如权利要求1所述的基于数值反演的无损检测模拟试块缺陷参数的识别方法，其特征在于：

步骤4中所述的目标函数其中，j表示探头位置点编号；N为探头位置点总数；SA_j为探头位置点j处的模拟回波幅值；EA_j为探头位置点j处的实测回波幅值；β表示模拟试块缺陷的偏转角度值，h表示模拟试块缺陷的自身高度值。