CN104535657A - 一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统及其检测方法，包括相控阵超声检测仪、相控阵超声导波探头和位置编码器，相控阵超声导波探头包括相控阵超声探头和超声导波楔块；超声导波楔块的竖直侧面上开设有斜向矩形槽，相控阵超声探头包括探头本体和阵列晶片，相控阵超声探头安装在超声导波楔块的斜面上，相控阵超声探头与超声导波楔块之间通过耦合剂紧密结合，阵列晶片沿斜向矩形槽的深度方向排列在斜面上。由于采用超声导波楔块以及阵列晶片进行大面积检测，提高了检测效率，检测区域边缘重叠覆盖，检测结果更加准确；通过开设斜向矩形槽，产生相配合的耦合监控信号和检测信号，对薄板工件的缺陷进行判断，进一步提高检测结果的准确性。

Description

一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种超声检测装置，尤其涉及一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统及其检测方法。

背景技术

对于薄板工件，采用横波斜入射一次波及二次波探伤，或者纵波垂直入射探伤等传统的超声波探伤方法是很困难的，而超声导波却非常适合薄板工件的大面积快速检测，超声导波的产生机理是超声波在空间有限的介质内多次往复反射并进一步产生复杂的叠加干涉以及几何弥散形成的。

进行导波检测的关键部件超声导波探头，传统的超声导波探头为单晶片探头结构，由单晶片探头产生一束导波，检测的覆盖范围是一条声束线，通过移动单晶片探头实现面积的覆盖，无法同时观测一定面积的扫查图像；或者是采用环状多晶片探头，探头全部晶片同时激励产生多束导波，对一定面积范围内进行检测，但该应用主要用于管道检测，同时该检测一般不采用相控阵聚焦的方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统及其检测方法，这种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统能够更准确检测薄板工件的缺陷，而且检测效率更高。采用的技术方案如下：

一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统，包括相控阵超声检测仪、相控阵超声导波探头、位置编码器和成像软件，位置编码器安装在相控阵超声导波探头上，相控阵超声导波探头和位置编码器均与相控阵超声检测仪电连接，成像软件安装在相控阵超声检测仪中，其特征是：所述相控阵超声导波探头包括相控阵超声探头和超声导波楔块；超声导波楔块具有底面、与底面相对的斜面，以及与底面、斜面相邻的竖直侧面；竖直侧面上开设有斜向矩形槽，斜向矩形槽的两端分别延伸至底面和斜面上；相控阵超声探头包括探头本体和阵列晶片，阵列晶片包括多个条状矩形晶片；相控阵超声探头安装在超声导波楔块的斜面上，相控阵超声探头与超声导波楔块之间通过耦合剂紧密结合，相控阵超声探头中的阵列晶片沿斜向矩形槽的深度方向排列在斜面上，并且各个条状矩形晶片均处于斜向矩形槽的下方；斜向矩形槽的深度至少跨过8个条状矩形晶片的中心声束。

上述相控阵超声探头的阵列晶片由复合材料制成，用机械方法切割成多个条状矩形晶片，每个条状矩形晶片可单独激发，阵列晶片形式为线性阵列。

相控阵超声检测仪通过相控聚焦的方式激励相控阵超声导波探头，使相控阵超声导波探头产生超声导波和垂直入射进入工件的超声波，产生的超声导波用于薄板工件检测，产生的垂直进入工件的超声波用于探头耦合情况的监控，位置编码器随相控阵超声导波探头移动，相控阵超声检测仪同时采集相控阵超声导波探头接收的信号及位置编码器记录的探头位置信息，并通过成像软件在相控阵超声检测仪的显示器上显示，实现薄板工件的快速大面积的导波成像扫描检测。其中相控阵超声导波探头部分，从斜向矩形槽的一侧开始，对各个条状矩形晶片进行编号，例如，按顺序1、2、3、……、64进行排序；假设斜向矩形槽的深度跨过N个条状矩形晶片，采用相控阵方式激励相控阵超声导波探头时，第1次激励的晶片为序号1至N，第2次为2至N+1，第3次为3至N+2，……，每次激励均采用相同的聚焦法则，第1次至第N次激励产生的超声波经斜向矩形槽反射后垂直入射薄板工件，经薄板工件底面反射后作为耦合监控信号，耦合监控信号用于相控阵超声探头的耦合情况监控，而第N+1次至最后一次激励产生的超声导波经楔块直接入射薄板工件，没有经过斜向矩形槽反射，作为检测信号，这些检测信号用于判断薄板工件是否存在缺陷。由于采用超声导波楔块以及阵列晶片进行大面积检测，一方面大量减少相控阵超声导波探头在薄板工件表面上的移动次数，大幅度提高了检测效率，而且检测区域边缘的重叠覆盖，避免了缺陷的漏检测，使得检测结果更加准确；另外，通过在超声导波楔块的竖直侧面上开设斜向矩形槽，经斜向矩形槽反射后的信号作为耦合监控信号，没有经斜向矩形槽反射的检测信号，作为薄板工件是否有缺陷的判定信号，耦合监控信号与判定信号相配合对薄板工件的缺陷进行判断，进一步提高检测结果的准确性。

作为本发明的优选方案，所述成像软件在显示器上建立如下图像区域：所述成像软件包括A扫描波形图像模块、耦合监控图像模块、导波扫描图像模块、耦合监控线及缺陷测量线图像模块；相应地，成像软件在显示器上建立如下图像区域：A扫描波形图像区域、耦合监控图像区域、导波扫描图像区域、耦合监控线及缺陷测量线图像区域；A扫描波形图像模块在A扫描波形图像区域上显示耦合监控图像或导波扫描图像中的某条声束对应的A扫波形，能够切换显示需要查看的声束波形；耦合监控图像模块在耦合监控图像区域上显示相控阵超声导波探头产生的用于耦合监控的图像；导波扫描图像模块在导波扫描图像区域上显示相控阵超声导波探头产生的用于薄板工件导波检测的图像；耦合监控线及缺陷测量线图像模块在耦合监控线及缺陷测量线图像区域上显示耦合监控线和缺陷测量线，耦合监控线根据耦合监控图像的波形情况绘制的判定探头是否耦合良好的线段，缺陷测量线根据导波扫描图像的波形情况绘制的缺陷长度测量线段，用于缺陷判定；导波扫描图像、耦合监控线及缺陷测量线的位置信息一一对应。

作为本发明进一步的优选方案，所述斜向矩形槽的长度方向与所述底面的夹角β为：β=90°-0.5α，其中α为超声波束在超声导波楔块内的入射角。斜向矩形槽与底面的夹角根据Snell定律进行确定，即是，斜向矩形槽的长度方向与底面的夹角β为：β=90°-0.5α，其中α为超声波束在超声导波楔块内的入射角，使得超声波的声束入射到斜向矩形槽反射之后垂直入射进入薄板工件。

作为本发明更进一步的优选方案，所述阵列晶片中条状矩形晶片的数量为64个，阵列晶片中各个条状矩形晶片之间的间距为0.6mm，超声导波楔块的斜向矩形槽的深度为5mm，斜向矩形槽的深度跨过8个条状矩形晶片的中心声束。

优选所述条状矩形晶片的频率为5MHz。

优选所述超声导波楔块的斜面上开设有4个安装定位孔，所述探头本体通过四个螺钉安装在超声导波楔块上。

一种薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，其特征在于采用所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测系统进行检测，具体检测方法如下：

（1）相控阵超声检测仪通过相控聚焦的方式激励相控阵超声导波探头，使相控阵超声导波探头产生超声波声束；

（2）部分超声波声束直接通过超声导波楔块而形成超声导波，超声导波作为检测信号，检测信号用于判断薄板工件是否存在缺陷；部分超声波声束经过斜向矩形槽反射而形成垂直入射薄板工件的超声波，垂直入射薄板工件的超声波作为耦合监控信号，耦合监控信号用于相控阵超声探头的耦合情况监控；

（3）位置编码器随相控阵超声导波探头移动，相控阵超声检测仪采集相控阵超声导波探头返回的检测信号、耦合监控信号，以及位置编码器所记录的相控阵超声导波探头的位置信息；

（4）在相控阵超声检测仪中，通过成像软件进行处理并在显示器中显示A扫描波形图像、耦合监控图像、导波扫描图像、耦合监控线及缺陷测量线图像，实现薄板工件的快速大面积导波成像检测。

作为本发明的优选方案，所述的相控阵超声探头的阵列晶片的各个条状矩形晶片在超声导波楔块上的排列序号为：从有斜向矩形槽的一侧开始，按1、2、3、……、64的顺序排列；所述的相控阵超声检测仪激励相控阵超声导波探头的方式为：第1次激励的条状矩形晶片序号为1至8，第2次激励的条状矩形晶片序号为2至9，第3次激励的条状矩形晶片序号为3至10，……，第57次为激励的条状矩形晶片序号为57至64，全部激励完成后重复循环，每次激励均采用相同的聚焦法则，每次激励获得的信号合成一条声束线，因此一共具有57条声束线，所有57条声束线组成相控阵线性扫查图像；其中，第1次至第8次激励获得的信号作为耦合监控信号，这8次激励的信号组成耦合监控图像，这8次激励的信号是超声波经斜向矩形槽反射后垂直入射薄板工件，经薄板工件底面反射后的回波信号；第9次至第57次激励获得的信号是薄板工件内导波传播的检测信号，这些检测信号用于判断薄板工件是否存在缺陷。

作为本发明进一步的优选方案，所述成像软件采用双闸门，闸门A监控第1次至第8次激励获得薄板工件底面多次反射回波，提示方式采用耦合监控线表示；闸门B监控第9次至第57次导波扫描图像中薄板工件缺陷引起的回波，提示方式采用缺陷测量线表示。

作为本发明更进一步的优选方案，所述的耦合监控线：当闸门A内监控的波形高于闸门时，表示探头耦合良好，导波成像的每条声束对应的位置显示为绿色线段，当闸门A内监控的波形低于闸门时，表示探头耦合较差，导波成像的每条声束对应的位置显示为红色线段；所述的缺陷测量线：当闸门B内监控的波形高于闸门时，导波成像的对应声束采用红色的线段表示，低于闸门B的波形，导波成像的对应声束采用灰色显示。

作为本发明进一步的优选方案，所述的导波扫描图像的构成方法：第9次至第57次激励获得的49次激励产生的接收信号作为当前实时信号，通过位置编码器记录相控阵超声导波探头的位置信息实现连续数据记录成像。

作为本发明更进一步的优选方案，所述连续数据记录成像方式中，位置编码器移动的扫查增量与相控阵超声导波探头所形成的每条声束间距相等，设整幅导波扫描图像的重复频率为N，在1/N时间内，若位置编码器移动的距离为M倍扫查增量，则原始图像保留M条声束；当位置编码器移动的扫查步进是相控阵超声导波探头所形成的每条声束间距的整数K倍时，在1/N时间内，若位置编码器移动的距离为M倍扫查步进，则原始图像保留M条声束，但每条声束均采用K条声束进行合成。

作为本发明更进一步的优选方案，所述的连续数据记录成像方式中，在1/N时间内，相控阵超声导波探头移动的最大距离小于或等于导波扫描成像的覆盖宽度。

作为本发明再更进一步的优选方案，所述导波扫查图像在相控阵超声导波探头移动过程中会存在原始图像、合成图像、新增图像，原始图像是在1/N时间内要保留的，合成图像与新增图像采用实时的。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

由于采用超声导波楔块以及阵列晶片进行大面积检测，一方面大量减少相控阵超声导波探头在薄板工件表面上的移动次数，大幅度提高了检测效率，而且检测区域边缘的重叠覆盖，避免了缺陷的漏检测，使得检测结果更加准确；另外，通过在超声导波楔块的竖直侧面上开设斜向矩形槽，经斜向矩形槽反射后的信号作为耦合监控信号，没有经斜向矩形槽反射的作为判断薄板工件是否存在缺陷的检测信号，耦合监控信号与判定信号相配合对薄板工件的缺陷进行判断，进一步提高检测结果的准确性。

附图说明

图1是本发明优选实施方式的结构示意图；

图2是相控阵超声导波探头的结构示意图；

图3是阵列晶片在超声导波楔块上布置的示意图；

图4是超声波经斜向矩形槽反射后垂直入射进入薄板工件的示意图；

图5是阵列晶片中各个条状矩形晶片的排序示意图；

图6是成像软件在显示器上建立如下图像区域的示意图；

图7是相控阵导波图像构成的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图1～图5所示，这种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统，包括相控阵超声检测仪1、相控阵超声导波探头2、位置编码器3和成像软件4；位置编码器3安装在相控阵超声导波探头2上，相控阵超声导波探头2和位置编码器3均与相控阵超声检测仪1电连接；成像软件4安装在相控阵超声检测仪1中；相控阵超声导波探头2包括相控阵超声探头201和超声导波楔块202；超声导波楔块202具有底面2021、与底面2021相对的斜面2022，以及与底面2021、斜面2022相邻的竖直侧面2023；竖直侧面2023上开设有斜向矩形槽2024，斜向矩形槽2024的两端分别延伸至底面2021和斜面2022上，斜向矩形槽2024的长度方向与底面2021的夹角β为：β=90°-0.5α，其中α为超声波束在超声导波楔块202内的入射角；相控阵超声探头201包括探头本体2011和阵列晶片2012，阵列晶片2012包括64个条状矩形晶片20121；超声导波楔块202的斜面2022上开设有四个安装定位孔2025，相控阵超声探头201的探头本体2011通过四个螺钉5安装在超声导波楔块202上，探头本体2011的检测面通过耦合剂与阵列晶片2012紧密贴合；64个条状矩形晶片20121沿斜向矩形槽2024的深度方向排列在斜面2022上，并且各个条状矩形晶片20121均处于斜向矩形槽2024的下方，条状矩形晶片20121的频率为5MHz，各个条状矩形晶片20121之间的间距为0.6mm；超声导波楔块202的斜向矩形槽2024的深度为5mm，斜向矩形槽2024的深度跨过8个条状矩形晶片20121的中心声束。

如图6所示，成像软件4包括A扫描波形图像模块、耦合监控图像模块、导波扫描图像模块、耦合监控线及缺陷测量线图像模块；相应地，成像软件4在相控阵超声检测仪1的显示器上建立如下图像区域：A扫描波形图像区域401、耦合监控图像区域402、导波扫描图像区域403、耦合监控线及缺陷测量线图像区域404；A扫描波形图像模块在A扫描波形图像区域401上显示耦合监控图像或导波扫描图像中的某条声束对应的A扫波形，能够切换显示需要查看的声束波形；耦合监控图像模块在耦合监控图像区域402上显示相控阵超声导波探头2产生的用于耦合监控的图像；导波扫描图像模块在导波扫描图像区域403上显示相控阵超声导波探头2产生的用于薄板工件6导波检测的图像；耦合监控线及缺陷测量线图像模块在耦合监控线及缺陷测量线图像区域404上显示耦合监控线和缺陷测量线，耦合监控线根据耦合监控图像的波形情况绘制的判定探头是否耦合良好的线段，缺陷测量线根据导波扫描图像的波形情况绘制的缺陷长度测量线段，用于缺陷判定；导波扫描图像、耦合监控线及缺陷测量线的位置信息一一对应。

相控阵超声检测仪1通过相控聚焦的方式激励相控阵超声导波探头2，使相控阵超声导波探头2产生超声导波和垂直入射薄板工件6的超声波，产生的超声导波用于薄板工件6检测，产生的垂直进入薄板工件6的超声波用于相控阵超声导波探头2耦合情况的监控，位置编码器3随相控阵超声导波探头2移动，相控阵超声检测仪1同时采集相控阵超声导波探头2接收的信号及位置编码器3记录的相控阵超声导波探头2位置信息，并通过成像软件4在相控阵超声检测仪1的显示器上显示，分别显示A扫描波形图像、耦合监控图像、导波扫描图像、耦合监控线及缺陷测量线图像，实现薄板工件6的快速大面积的导波成像扫描检测。其中，相控阵超声导波探头2部分，从斜向矩形槽2024的一侧开始，对各个条状矩形晶片20121进行编号，按顺序1、2、3、……、64进行排序；斜向矩形槽2024的深度跨过8个条状矩形晶片20121，采用相控阵方式激励相控阵超声导波探头2时，第1次激励的条状矩形晶片20121为序号1至8，第2次为2至9，第3次为3至10，……，第57次为57至64，每次激励均采用相同的聚焦法则，第1次至第8次激励产生的超声波经斜向矩形槽2024反射后垂直入射薄板工件6，经薄板工件6底面反射后作为耦合监控信号，耦合监控信号用于相控阵超声导波探头2的耦合情况监控，而第9次至57次（最后一次）激励产生的超声导波经楔块直接入射薄板工件6，没有经过斜向矩形槽2024反射，作为检测信号，这些检测信号用于判断薄板工件6是否存在缺陷。由于采用超声导波楔块202以及阵列晶片2012进行大面积检测，一方面大量减少相控阵超声导波探头2在薄板工件6表面上的移动次数，大幅度提高了检测效率，而且检测区域边缘的重叠覆盖，避免了缺陷的漏检测，使得检测结果更加准确；另外，通过在超声导波楔块202的竖直侧面2023上开设斜向矩形槽2024，经斜向矩形槽2024反射后的信号作为耦合监控信号，没有经斜向矩形槽2024反射的检测信号，作为薄板工件6是否有缺陷的判定信号，耦合监控信号与判定信号相配合对薄板工件6的缺陷进行判断，进一步提高检测结果的准确性。

如图1、图4所示，相应的，一种薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，采用上述的薄板工件相控阵超声导波成像检测系统进行检测，具体检测方法如下：

（1）相控阵超声检测仪1通过相控聚焦的方式激励相控阵超声导波探头2，使相控阵超声导波探头2产生超声波声束；

（2）部分超声波声束直接通过超声导波楔块202而形成超声导波，超声导波作为检测信号，检测信号用于判断薄板工件6是否存在缺陷；部分超声波声束经过斜向矩形槽2024反射而形成垂直入射薄板工件6的超声波，垂直入射薄板工件6的超声波作为耦合监控信号，耦合监控信号用于相控阵超声导波探头2的耦合情况监控；

（3）位置编码器3随相控阵超声导波探头2移动，相控阵超声检测仪1采集相控阵超声导波探头2返回的检测信号、耦合监控信号，以及位置编码器3所记录的相控阵超声导波探头2的位置信息；

（4）在相控阵超声检测仪1中，通过成像软件4进行处理并在显示器中显示A扫描波形图像、耦合监控图像、导波扫描图像、耦合监控线及缺陷测量线图像，实现薄板工件的快速大面积导波成像检测。

在本实施例的优选方案中，相控阵超声探头201的阵列晶片2012的各个条状矩形晶片20121在超声导波楔块202上的排列序号为：从有斜向矩形槽2024的一侧开始，按1、2、3、……、64的顺序排列；相控阵超声检测仪1激励相控阵超声导波探头2的方式为：第1次激励的条状矩形晶片20121序号为1至8，第2次激励的条状矩形晶片20121序号为2至9，第3次激励的条状矩形晶片20121序号为3至10，……，第57次为激励的条状矩形晶片20121序号为57至64，全部激励完成后重复循环，每次激励均采用相同的聚焦法则，每次激励获得的信号合成一条声束线，因此一共具有57条声束线，所有57条声束线组成相控阵线性扫查图像；其中，第1次至第8次激励获得的信号作为耦合监控信号，这8次激励的信号组成耦合监控图像，这8次激励的信号是超声波经斜向矩形槽2024反射后垂直入射薄板工件6，经薄板工件6底面反射后的回波信号；第9次至第57次激励获得的信号是薄板工件6内导波传播的检测信号，这些检测信号用于判断薄板工件6是否存在缺陷。

在本实施例的优选方案中，成像软件4采用双闸门，闸门A监控第1次至第8次激励获得薄板工件6底面多次反射回波，提示方式采用耦合监控线表示；闸门B监控第9次至第57次导波扫描图像中薄板工件6缺陷引起的回波，提示方式采用缺陷测量线表示。

在本实施例的优选方案中，耦合监控线：当闸门A内监控的波形高于闸门时，表示相控阵超声导波探头2耦合良好，导波成像的每条声束对应的位置显示为绿色线段，当闸门A内监控的波形低于闸门时，表示相控阵超声导波探头2耦合较差，导波成像的每条声束对应的位置显示为红色线段；缺陷测量线：当闸门B内监控的波形高于闸门时，导波成像的对应声束采用红色的线段表示，低于闸门B的波形，导波成像的对应声束采用灰色显示。

在本实施例的优选方案中，如图7所述，导波扫描图像的覆盖宽度为W，合成图像7中，A为原始图像8的宽度，B为图像重叠的宽度，C为新增图像9的宽度。导波扫描图像的构成方法：第9次至第57次激励获得的49次激励产生的接收信号作为当前实时信号，即当前实时信号成像覆盖的宽度为W，通过位置编码器3记录相控阵超声导波探头2的位置信息实现连续数据记录成像。

导波扫查图像在相控阵超声导波探头2移动过程中会存在原始图像8、合成图像7、新增图像9，原始图像8是在1/N时间内要保留的，合成图像7与新增图像9采用实时的。

连续数据记录成像方式中，位置编码器3移动的扫查增量与相控阵超声导波探头2所形成的每条声束间距相等，设整幅导波扫描图像的重复频率为N，在1/N时间内，若位置编码器3移动的距离为M倍扫查增量，则原始图像保留M条声束，M条声束的宽度与A相等。当位置编码器3移动的扫查步进是相控阵超声导波探头2所形成的每条声束间距的整数K倍时，在1/N时间内，若位置编码器4移动的距离为M倍扫查步进，则原始图像8保留M条声束，但每条声束均采用K条声束进行合成。

连续数据记录成像方式中，在1/N时间内，相控阵超声导波探头2移动的最大距离小于或等于导波扫描成像的覆盖宽度。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。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，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种薄板工件相控阵超声导波成像检测系统，包括相控阵超声检测仪、相控阵超声导波探头、位置编码器和成像软件，位置编码器安装在相控阵超声导波探头上，相控阵超声导波探头和位置编码器均与相控阵超声检测仪电连接，成像软件安装在相控阵超声检测仪中，其特征是：所述相控阵超声导波探头包括相控阵超声探头和超声导波楔块；超声导波楔块具有底面、与底面相对的斜面，以及与底面、斜面相邻的竖直侧面；竖直侧面上开设有斜向矩形槽，斜向矩形槽的两端分别延伸至底面和斜面上；相控阵超声探头包括探头本体和阵列晶片，阵列晶片包括多个条状矩形晶片；相控阵超声探头安装在超声导波楔块的斜面上，相控阵超声探头与超声导波楔块之间通过耦合剂紧密结合，相控阵超声探头中的阵列晶片沿斜向矩形槽的深度方向排列在斜面上，并且各个条状矩形晶片均处于斜向矩形槽的下方；斜向矩形槽的深度至少跨过8个条状矩形晶片的中心声束。

2.如权利要求1所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测系统，其特征是：所述成像软件包括A扫描波形图像模块、耦合监控图像模块、导波扫描图像模块、耦合监控线及缺陷测量线图像模块；相应地，成像软件在显示器上建立如下图像区域：A扫描波形图像区域、耦合监控图像区域、导波扫描图像区域、耦合监控线及缺陷测量线图像区域；A扫描波形图像模块在A扫描波形图像区域上显示耦合监控图像或导波扫描图像中的某条声束对应的A扫波形，能够切换显示需要查看的声束波形；耦合监控图像模块在耦合监控图像区域上显示相控阵超声导波探头产生的用于耦合监控的图像；导波扫描图像模块在导波扫描图像区域上显示相控阵超声导波探头产生的用于薄板工件导波检测的图像；耦合监控线及缺陷测量线图像模块在耦合监控线及缺陷测量线图像区域上显示耦合监控线和缺陷测量线，耦合监控线根据耦合监控图像的波形情况绘制的判定探头是否耦合良好的线段，缺陷测量线根据导波扫描图像的波形情况绘制的缺陷长度测量线段，用于缺陷判定；导波扫描图像、耦合监控线及缺陷测量线的位置信息一一对应。

3.如权利要求2所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测系统，其特征是：所述斜向矩形槽的长度方向与所述底面的夹角β为：β=90°-0.5α，其中α为超声波束在超声导波楔块内的入射角。

4.如权利要求3所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测系统，其特征是：所述阵列晶片中条状矩形晶片的数量为64个，阵列晶片中各个条状矩形晶片之间的间距为0.6mm，超声导波楔块的斜向矩形槽的深度为5mm，斜向矩形槽的深度跨过8个条状矩形晶片的中心声束。

5.一种薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，其特征在于采用如权利要求4所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测系统进行检测，具体检测方法如下：

（1）相控阵超声检测仪通过相控聚焦的方式激励相控阵超声导波探头，使相控阵超声导波探头产生超声波声束；

（2）部分超声波声束直接通过超声导波楔块而形成超声导波，超声导波作为检测信号，检测信号用于判断薄板工件是否存在缺陷；部分超声波声束经过斜向矩形槽反射而形成垂直入射薄板工件的超声波，垂直入射薄板工件的超声波作为耦合监控信号，耦合监控信号用于相控阵超声探头的耦合情况监控；

（3）位置编码器随相控阵超声导波探头移动，相控阵超声检测仪采集相控阵超声导波探头返回的检测信号、耦合监控信号，以及位置编码器所记录的相控阵超声导波探头的位置信息；

（4）在相控阵超声检测仪中，通过成像软件进行处理并在显示器中显示A扫描波形图像、耦合监控图像、导波扫描图像、耦合监控线及缺陷测量线图像，实现薄板工件的快速大面积导波成像检测。

6.如权利要求5所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，其特征是：所述的相控阵超声探头的阵列晶片的各个条状矩形晶片在超声导波楔块上的排列序号为：从有斜向矩形槽的一侧开始，按1、2、3、……、64的顺序排列；所述的相控阵超声检测仪激励相控阵超声导波探头的方式为：第1次激励的条状矩形晶片序号为1至8，第2次激励的条状矩形晶片序号为2至9，第3次激励的条状矩形晶片序号为3至10，……，第57次为激励的条状矩形晶片序号为57至64，全部激励完成后重复循环，每次激励均采用相同的聚焦法则，每次激励获得的信号合成一条声束线，因此一共具有57条声束线，所有57条声束线组成相控阵线性扫查图像；其中，第1次至第8次激励获得的信号作为耦合监控信号，这8次激励的信号组成耦合监控图像，这8次激励的信号是超声波经斜向矩形槽反射后垂直入射薄板工件，经薄板工件底面反射后的回波信号；第9次至第57次激励获得的信号是薄板工件内导波传播的检测信号，这些检测信号用于判断薄板工件是否存在缺陷。

7.如权利要求6所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，其特征是：所述成像软件采用双闸门，闸门A监控第1次至第8次激励获得薄板工件底面多次反射回波，提示方式采用耦合监控线表示；闸门B监控第9次至第57次导波扫描图像中薄板工件缺陷引起的回波，提示方式采用缺陷测量线表示。

8.如权利要求7所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，其特征是：所述的耦合监控线：当闸门A内监控的波形高于闸门时，表示探头耦合良好，导波成像的每条声束对应的位置显示为绿色线段，当闸门A内监控的波形低于闸门时，表示探头耦合较差，导波成像的每条声束对应的位置显示为红色线段；所述的缺陷测量线：当闸门B内监控的波形高于闸门时，导波成像的对应声束采用红色的线段表示，低于闸门B的波形，导波成像的对应声束采用灰色显示。

9.如权利要求6所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，其特征是：所述的导波扫描图像的构成方法：第9次至第57次激励获得的49次激励产生的接收信号作为当前实时信号，通过位置编码器记录相控阵超声导波探头的位置信息实现连续数据记录成像。

10.如权利要求9所述的薄板工件相控阵超声导波成像检测方法，其特征是：所述连续数据记录成像方式中，位置编码器移动的扫查增量与相控阵超声导波探头所形成的每条声束间距相等，设整幅导波扫描图像的重复频率为N，在1/N时间内，若位置编码器移动的距离为M倍扫查增量，则原始图像保留M条声束；当位置编码器移动的扫查步进是相控阵超声导波探头所形成的每条声束间距的整数K倍时，在1/N时间内，若位置编码器移动的距离为M倍扫查步进，则原始图像保留M条声束，但每条声束均采用K条声束进行合成。