CN104976970A - 一种超声相控阵楔块自检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声相控阵楔块自检测系统及其方法，用于解决超声相控阵成像检测中，斜楔块尺寸加工不精确或由于斜楔块在使用的过程中造成的磨损后的尺寸不精确的问题。在本发明的一种超声相控阵楔块自检测系统中包括平楔块、斜楔块和超声相控阵换能器。通过将超声相控阵换能器设置在平楔块上并通过超声相控阵换能器工作时所获得的返回时间估计斜楔块材料的声速。通过将超声相控阵换能器设置在斜楔块上并获得斜楔块的超声波返回时间。通过斜楔块的返回时间和楔块材料的声速，估计斜楔块的几何参数，并重新修正超声相控阵成像系统中计算聚焦延时的斜楔块几何参数。从而在使用超声相控阵成像时，提高设备的检测精度。

Description

一种超声相控阵楔块自检测系统及其方法

技术领域

本发明涉及超声波相控阵无损检测领域，尤其涉及一种超声相控阵楔块自检测系统及其方法。

背景技术

超声相控阵技术广泛地应用于无损检测行业。该技术采用电子系统控制波束偏转从而达到对不同方向和位置进行扫查的目的。由于采用动态聚焦等方法，能够在不同深度上获得较高的分辨率和灵敏度。

相控阵成像可以利用较小的换能器，在不移动或者少移动的条件下，对较大被测区域扫描成像，因而在医学和工业检测中得到广泛应用，如在医学成像中，将探头放在肋骨间隙，可以对心脏等胸腔内器官实时成像；在无损检测中，可利用相控阵横波成像，探测位于40°～70°方向的缺陷，这些区域的探测往往是其他方法难以实现的，如图1所示。对于超声相控阵横波成像检测，需要精确地知道超声楔块的尺寸，通过计算每一个阵元发出的超声波，如何通过楔块进入被检测物体，才能够精确地调整每一个阵元的发射延时，从而达到精确聚焦的目的。同时，楔块的尺寸还被用于计算声束所照射的角度及覆盖区域，用于把超声的声束数据变换到实际的物理位置，从而完成对缺陷的精确定位。

但是，实际的加工及旧楔块的磨损往往导致已知的楔块尺寸与实际尺寸有较大差别。对于新加工的超声相控阵楔块，往往由于加工误差导致了标定的尺寸不够精确，导致信噪比和检测位置不精确。对于旧楔块，由于有磨损，更加导致了超声相控阵检测性能的下降。

超声相控阵无损检测的关键问题在于两点：第一、精确地已知阵元位置，计算各个阵元传播延时，从而精确地控制相位，实现高信噪比的聚焦；第二，精确地进行图像变形，从而对于缺陷的精确定位。而上述两点将会造成超声相控阵成像分辨率下降及缺陷定位不准确等问题。因此，解决上述两个问题的关键在于精确地知道超声相控阵楔块的几何参数。

针对超声相控阵横波成像中斜楔块几何参数不精确的问题，目前往往采用测量尺寸的方法，例如，采用游标卡尺，或者采用激光测量等技术测量精确尺寸；对于旧的磨损楔块，如需测量则要返回厂商，往往采用更换新楔块的方法。但是这些方法要么测量费事，要么更换成本太高。

发明内容

为了解决现有技术中斜楔块的几何参数精度的问题，本发明提供了一种新的超声相控阵楔块自检测系统及其方法。通过超声波自动测量楔块的尺寸，并且能够对磨损楔块进行测量，从而能够实时监测楔块的使用状态，达到自动测量和少更换斜楔块的目的。

一方面，本发明提供了一种超声相控阵楔块自检测系统，包括超声相控阵换能器、斜楔块。超声相控阵换能器包括多个阵元，各个阵元处于单发单收模式。超声相控阵换能器固定的设置在斜楔块上。系统通过在进行超声相控阵成像前，对斜楔块的几何参数进行测量。系统通过检测各个阵元的脉冲返回时间以及斜楔块材料的声速，估计斜楔块的实际几何参数。

更优的，本系统还包含测量斜楔块材料声速的部分，包括平楔块。其中，平楔块与斜楔块为相同的材料，且厚度为已知。超声相控阵换能器固定的设置在平楔块上，系统通过检测各个阵元的脉冲返回时间以及平楔块的厚度，估计出斜楔块材料的声速。

在上述一种超声相控阵楔块自检测系统中，主要包括了平楔块、超声相控阵换能器和斜楔块。在平楔块和斜楔块上，分别先后的设置了相同的超声相控阵换能器。在平楔块和斜楔块与超声相控阵换能器的连接面之间还填充了耦合液。超声相控阵换能器包括多个阵元，将超声相控阵换能器设置为单发单收模式，即各个阵元依次对被检测物体发射声波并接收信号。从而通过将超声相控阵换能器与平楔块固定时获得各个阵元的返回时间和平楔块的厚度，估计楔块材料的声传播速度。通过将超声相控阵换能器与斜楔块固定时获得的各个阵元的返回时间以及楔块材料的声速，估计斜楔块的实际几何参数。

另一方面，本发明的实施例提供了一种超声相控阵楔块自检测方法。通过对上述装置的使用，以及通过计算公式，从而得到斜楔块的实际几何参数。

上述方法的步骤分别为：

将超声相控阵换能器固定的设置在斜楔块上；其中，超声相控阵换能器设置为单发单收模式；

利用收集的超声相控阵换能器信号估计各个阵元声波经底面的返回时间；

利用各个阵元发射超声波经底面的返回时间和斜楔块材料的声速，对斜楔块的几何参数进行估计；

利用估计的斜楔块的几何参数，重新修正超声相控阵成像系统中计算聚焦延时时的斜楔块的几何参数。

更优的，本方法还包括一种测量斜楔块材料声速的步骤：

将超声相控阵换能器固定的设置在已知厚度的平楔块上；

将设置了超声相控阵换能器的平楔块设置在被检测物体上；其中，超声相控阵换能器设置为单发单收模式；

利用收集的信号估计各个阵元发射声波经底面返回的时间；

利用估值时间，并通过平楔块的厚度计算出斜楔块材料的声速。

本发明的实施例提出了一种超声相控阵楔块自检测系统及其方法，通过上述装置和方法，获得了斜楔块的实际几何参数。从而在使用超声相控阵成像时，采用所获得的实际几何参数，修正了所采用的斜楔块的理论几何参数，从而提高设备的检测精度。

附图说明

图1为本发明实施例测量楔块材料的声速的连接结构示意图；

图2为本发明实施例测量斜楔块几何参数的连接结构示意图；

图3为本发明实施例中一种超声相控阵楔块自检测方法的工作流程示意图；

图4为本发明实施例检测斜楔块材料声速的方法流程示意图；

图5为超声相控阵成像仿真模型中采用无吸收界面结构示意图；

图6为超声相控阵成像仿真模型中采用PML边界结构示意图；

图7为采用图5所示的无吸收界面时超时脉冲仿真回波图；

图8为采用图6所示的PML边界时超声脉冲仿真回波图；

图9为超声相控阵成像时楔块中实际测量的回波图；

图10为超声相控阵成像时不同阵元底面回波的时间(采样点)及拟合曲线。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

针对超声相控阵成像中斜楔块加工精度不足、以及旧斜楔块磨损所导致的尺寸不精确，使超声成像出现分辨率下降及缺陷定位不准确的问题。本发明实施例详细地说明该发明，实现了对超声相控阵楔块精确地自测量，从而在超声相控阵系统使用期内，保持超声相控阵成像检测最佳性能的目的。

本发明的具体实施例可以分为一种超声相控阵楔块自检测系统和一种超声相控阵楔块自检测方法两部分。

本发明的一种超声相控阵自检测系统，包括平楔块、斜楔块、超声相控阵换能器以及被检测物体。其中平楔块和斜楔块所采用的材料相同，同时，平楔块的厚度为已知。

图1为本发明实施例测量楔块材料的声速的连接结构示意图。如图1所示，包括超声相控阵换能器202和平楔块201，超声相控阵换能器202还包括多个阵元。超声相控阵换能器202设置在平楔块201上。平楔块201与超声相控阵换能器202的连接面之间填充有耦合液。平楔块201与超声相控阵换能器202通过螺纹固定连接，保证超声相控阵换能器202和平楔块201之间的作用力固定。被检测物体203设置在连接有超声相控阵换能器202的平楔块201之上，从而保证平楔块201与被检测的物体203之间存在间隙。

将超声相控阵换能器202调整为单发单收工作状态。在单发单收工作状态下，各个阵元将依次发射超声信号并接收。例如，第一个阵元发射超声信号，然后第一个阵元接收信号，第二个阵元发射超声信号，然后第二个阵元接收信号，并依次进行，总阵元个数为N，则收集到的各个阵元的返回时间为x₁(t)、x₂(t)、…、x_N(t)。系统通过检测各个阵元的返回脉冲时间和平楔块201的厚度来计算出楔块材料的声速。

图2为本发明实施例测量斜楔块几何参数的连接结构示意图。如图2所示，包括超声相控阵换能器202和斜楔块301，超声相控阵换能器202还包括多个阵元。超声相控阵换能器202连接至斜楔块301上。在超声相控阵换能器202与斜楔块301的连接面之间填充有耦合液。斜楔块301与超声相控阵换能器202通过螺纹固定连接，保证超声相控阵换能器202和斜楔块301之间的作用力固定。被检测的物体设置在连接有超声相控阵换能器202的斜楔块301之上，并使斜楔块301与被检测的物体203之间存在间隙。

将超声相控阵换能器202调整为单发单收工作状态。在单发单收工作状态下，各个阵元将依次发射超声信号并接收。系统通过检测各个阵元的脉冲返回时间，以及楔块材料的声速，得到斜楔块301的几何参数。并通过斜楔块301的几何参数，重新将斜楔块301的理论几何参数修改为实际的几何参数。

在一个实施例中，斜楔块301的另一个斜边上还设置了吸声材料，从而提高设备的成像精度。

本发明还提供了一种超声相控阵楔块自检测方法，其包括以下步骤。

图3为本发明实施例中一种超声相控阵楔块自检测方法的工作流程示意图。如图3所示的一种超声相控阵楔块自检测方法：

步骤1，将超声相控阵换能器固定的设置在斜楔块上。

将斜楔块与超声相控阵换能器之间用螺丝连接，保证超声相控阵换能器和斜楔块之间的作用力固定。

步骤2，将超声相控阵换能器和平楔块的连接面之间填充耦合液。

在超声相控阵换能器和斜楔块的连接面之间，还需要填充耦合液。耦合液是用来排除平楔块与超声相控阵换能器之间的空气，使超声波能有效的穿入斜楔块内。

步骤3，将超声相控阵换能器的工作状态调整为单发单收状态，利用收集的信号得到各个阵元声波经底面的返回时间。

超声相控阵换能器的工作状态在单发单收状态下，各个阵元依次发射超声波信号并接收返回的信号，收集超声相控阵换能器的各个阵元的信号分别为y₁(t)、y₂(t)、…、y_N(t)。

步骤4，估计各个阵元发射超声波经底面的返回时间。

利用收集的超声相控阵换能器信号y₁(t)、y₂(t)、…、y_N(t)，估计各个阵元发射超声波经底面的返回时间和斜楔块材料的声速，估计方法采用信号的包络峰值作为到达时间的估计。信号取包络的方法可以采用正交解调法或Hilbert法。得到估计的各个信号的返回时间分别为

步骤5，对斜楔块的几何参数进行估计。

利用各个阵元发返回时间的估计对斜楔块的角度、第一阵元位置以及倾斜总偏离(TSS，Total Square Sum)进行估计。

根据声传播理论，由各个阵元发射出的纵波经底面反射回到各个阵元。假设第一阵元高度为H₁，楔块角度为α，阵元间隔为d，则可得第i个阵元的高度为：H_i＝H₁+(i-1)d cos α，其中i取值为1、...、N。则可以推导各个阵元发射的声波经底波返回阵元的理论时间为：

$t_{yi}=\frac{2H_1+2(i-1)dsin\mathrm{\α}}{c_{L\_wedge}}=A(i-1)+B---\left(3\right)$

其中 $A=\frac{2dsin\mathrm{\α}}{c_{L\_wedge}},B=\frac{2H_1}{c_{L\_wedge}}.$

采用数值拟合方法对得到时间进行处理：

$\tilde{A}=\frac{N\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}(i-1)t_{yi}-\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}(i-1)\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{t}_{yi}}{N\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(i-1)}^2-{\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\right(i-1\left)\right)}^2},---\left(4\right)$

$\tilde{B}=\frac{1}{N}(\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{t}_{yi}-\tilde{A}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}(i-1)),---\left(5\right)$

则可以得到楔块参数估计为：

${\tilde{H}}_1=\frac{1}{2}{c}_{L\_wedge}\·\tilde{B},---\left(6\right)$

$\widetilde{\mathrm{\α}}=arcsin\left(\frac{1}{2d}\tilde{A}{c}_{L\_wedge}\right),---\left(7\right)$

$TSS=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(t_{yi}-{\stackrel{\‾}{t}}_{yi})}^2,---\left(8\right)$

其中为第一阵元高度的估计，为楔块角度α的估计，为根据曲线参数估计的到达时间。

步骤6，重新修正超声相控阵成像系统中斜楔块的几何参数。

利用估计的斜楔块的几何参数，重新修正超声相控阵成像系统中计算聚焦延时的斜楔块几何参数。

图4为本发明实施例检测斜楔块材料声速的方法流程示意图。

在一个例子中，如图4所示为一个获得斜楔块材料声速的方法，具体步骤如下：

需要注意的是，由于斜楔块的表面具有不同的高度，不便于计算出楔块材料的声速。因此，在本发明的操作步骤中，引入了具有已知厚度的平楔块，从而能够方便的计算出楔块材料的声速。

步骤1，将超声相控阵换能器固定的设置在平楔块上。

超声相控阵换能器与平楔块之间用螺丝连接，保证超声相控阵换能器和楔块之间的作用力固定。

步骤2，将超声相控阵换能器和平楔块的连接面之间填充耦合液。

在超声相控阵换能器和平楔块的连接面之间，还需要填充耦合液。将平楔块与超声相控阵换能器之间填充耦合液是用来排除连接面之间的空气，使超声波能有效的穿入平楔块内。

步骤3，将固定设置了超声相控阵换能器的平楔块设置在被检测物体上。

在将平楔块设置在被检测物体上时，需要将平楔块的下表面与被检物体分离。

步骤4，将超声相控阵换能器的工作状态改为单发单收状态。

超声相控阵换能器在单发单收状态下，各个阵元依次发射超声波并接收信号。例如，第一个阵元发射超声，然后第一个阵元接收，第二阵元发射超声，然后第二个阵元接收信号，依次进行，总阵元个数为N，收集到的各个通道信号为x₁(t)、x₂(t)、…、x_N(t)。

步骤5，估计各个阵元发射声波经底面返回的时间。

利用收集超声相控阵换能器的信号x₁(t)、x₂(t)、…、x_N(t)，估计各个阵元发射声波经底面返回的时间，估计方法采用信号的包络峰值作为返回时间的估计。信号取包络的方法可以采用正交解调法或Hilbert法。假设估计的时间为t_x1、t_x2、...、t_xN，可以得到信号传播的平均时间为：

$t_{plat}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{t}_{xi},---\left(1\right)$

若平楔块厚度为H，对楔块的材料的声速进行估计，声速估计值为：

$c_{L\_wedge}=\frac{1}{2}\frac{H}{t_{plat}}.---\left(2\right)$

上述获得斜楔块材料声速的方法第一次在对斜楔块进行自检测前实施。从而在后续进行的超声相控阵成像前，可以任意的利用斜楔块材料的声速对斜楔块进行几何参数的估计。由此，达到了能够实时监测楔块的使用状态，达到自动测量和少更换斜楔块的目的。

为了说明该方法的有效性，以下分别从仿真和实验的角度，对超声相控阵楔块自检测方法进行理论说明及实验验证，并进行详细说明。

仿真研究：

为了说明本方法对斜楔块自检测的有效性，对斜楔块中的超声波传播进行仿真，并定量研究了各个通道超声接收信号与楔块参数的关系。

为了分析超声脉冲在相控阵系统楔块内的传播情况及对自检过程中声信号进行解释。实际的相控阵换能器及楔块均放置在空气中，采用时域有限差分方法(FDTD)方法进行仿真研究，但由于使用FDTD方法对空气和钢同时进行仿真耗时极长，采用水代替空气。相关参数为：相控阵最左侧阵元B距直角顶点A的距离为8.1mm，阵元间距为1mm，阵元宽度为0.9mm；楔块材料为聚苯乙烯，密度为1.05g/cm³，纵波声速为c_L＝2337m/s，横波声速为c_s＝1147.9m/s；外部空间为水，密度为0.998g/cm³，纵波声速为c_L＝1483m/s；阴影部分为吸声部分，与聚苯乙烯的连接面设计成尖劈，用于减少反射。

为了研究实际楔块中的吸声部分对声传播的影响，需要对带吸声部分的楔块声场进行研究，但实际吸声界面十分复杂，较难进行建模。为了兼顾楔块中吸声部分对声场的影响，本文研究了两组较极端情况：图5为实验A无吸收界面，楔块边界与水405接触；图6为实验B采用PML边界401代替吸声层界面III，其他边界同上。

采用上述配置，两组实验中的相控阵换能器202分别发射，并接收到32路回波数据。对这两组32路回波分别进行了B模式成像，图中每一列表示对应单个阵元的回波。其中图7为实验A的成像结果，图8为实验B的成像结果。初步观察可以看出两点：1)实验A的回波较多；2)实验B的回波包含实验A回波。考虑到两组实验模型的差别，我们还可以得出如下推论：那些只出现在实验A中的波形必然与界面III 401有关。下面将对各波形的形成原因进行分析。

如上节所述，超声脉冲在楔块301内发生多次波型变换，但只有其中的部分波能到达界面I 402并被换能器202接收。折射纵波P和折射横波S，在界面II 403发生反射，产生四种波型PP2、PS2、SP2和SS2，这四种反射波都将传播到界面I 402并被接收。设该阵元到界面II 403的垂线距离为L，则四次回波时间分别为2L/c_L，L/c_L+L/c_S，L/c_S+L/c_L，2L/c_S，中间两次回波的到达时间相同，故从该阵元接收到的回波中应该可以观察到三个回波信号。图7和图8中的回波图像中编号为1、2、3的三道波形时间与计算吻合。

基于以上分析，自检测过程可以采用编号为1、2、3号回波，本专利采用其中的1号回波进行自检测，也可以考虑利用其他波形，进行自检测，或者联合检测。

物理实验研究：

为了进一步验证本专利提出的超声相控阵自检测方法的实际效果，本节利用32通道探伤系统以及斜楔块进行了自检测实验，并与理论的加工值进行对比。我们采用的32通道成像系统除了可灵活设置超声相控阵成像模式，还可以配置成单发单收的测试模式，用于该方法的自检测功能。

实验中，采用中心频率为5MHz和2.5MHz的32阵元线列阵换能器分别对两个尺寸的楔块进行自检测，系统采样频率为50MSPS。我们采用平楔块计算得到楔块材料的声速为2330m/s。两个楔块的几何参数分别如下表：

表1楔块参数

采用上述方法，测量信号如图9所示，可以清楚地看到从底面返回的纵波和横波，这里我们利用纵波进行估计。

估计过程中的各个阵元延时可以如图10所示，图中星型标记为得到各个阵元的延时值，其中的线为拟合的曲线，可以看到样点与拟合的曲线的差别非常小。

采用上述方法，得到以下测量结果：

表2楔块标定测量结果

从结果可以看出，所测得结果一致性非常好，与理论的加工值非常近，但是与理论值稍有差别，但是该方法不依赖任何外在设备，精度能够达到0.1mm左右，可以作为楔块自检测的有效方法。

针对超声相控阵成像检测中，楔块尺寸加工不精确或者磨损的问题，本发明提出了一种超声相控阵楔块自检测方法。该方法采用超声相控阵换能器单通道发射和单通道接收声波，然后利用参数估计的方法得到楔块的精确几何参数，最后把得到几何参数输入到超声相控阵系统中，用于计算相控延时参数。该方法不仅能够楔块尺寸加工不精确或磨损的问题，还能够对楔块磨损的寿命进行评估，或用于新安装楔块的自动识别等。

本领域技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声相控阵楔块自检测系统，其特征在于，所述系统包括：超声相控阵换能器和斜楔块；

所述超声相控阵换能器包括多个阵元，所述各个阵元处于单发单收模式；

所述超声相控阵换能器固定的设置在斜楔块上，斜楔块下表面与被检物体之间存在间隙；；

所述系统通过检测超声相控阵换能器各个阵元接收的脉冲的返回时间以及斜楔块材料的声速，估计斜楔块的实际几何参数。

2.根据权利要求1所述的一种超声相控阵楔块自检测系统，其特征在于：所述系统还包括平楔块；

所述平楔块的材料与斜楔块相同；

所述超声相控阵换能器固定的设置在平楔块上，平楔块下表面与被检物体之间存在间隙；

所述系统通过检测超声相控阵换能器各个阵元的接收脉冲的返回时间和平楔块的厚度获得斜楔块材料的声速。

3.根据权利要求2所述的一种超声相控阵楔块自检测系统，其特征在于：所述超声相控阵换能器与平楔块以及超声相控阵换能器与斜楔块固定连接，所述固定连接的连接面之间填充耦合液。

4.一种超声相控阵楔块自检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将超声相控阵换能器固定的设置在斜楔块上，斜楔块下表面与被检物体之间存在间隙；其中，超声相控阵换能器设置为单发单收模式；

利用超声相控阵换能器接收的信号估计各个阵元声波经斜楔块底面的返回时间；

利用各个阵元发射超声波经斜楔块底面的返回时间和斜楔块材料的声速，对斜楔块的几何参数进行估计；

利用估计的斜楔块的几何参数，重新修正超声相控阵成像系统中计算聚焦延时时的斜楔块的几何参数。

5.根据权利要求4所述的一种超声相控阵楔块自检测方法，其特征在于：所述斜楔块的几何参数包括第一阵元高度的估计、斜楔块角度的估计以及倾斜总偏离的估计中的一个或多个。

6.根据权利要求5所述的一种超声相控阵楔块自检测方法，其特征在于：所述第一阵元高度的估计为：

${\tilde{H}}_1=\frac{1}{2}{c}_{L\_wedge}\·\tilde{B}$

其中：c_{L_wedge}为材料的声速，为二倍的第一阵元高度除以材料声速之商的拟合值。

7.根据权利要求5所述的一种超声相控阵楔块自检测方法，其特征在于：所述斜楔块角度的估计为：

$\widetilde{\mathrm{\α}}=arcsin\left(\frac{1}{2d}\tilde{A}{c}_{L\_wedge}\right)$

其中：d为阵元间隔，c_{L_wedge}为材料的声速，为二倍的阵元间隔与斜楔块理论角度的正弦的乘积再与除以材料声速之商的拟合值。

8.根据权利要求5所述的一种超声相控阵楔块自检测方法，其特征在于：所述倾斜总偏离TSS为：

$TSS=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{(t_{yi}-{\stackrel{\‾}{t}}_{yi})}^2$

其中，t_yi为各阵元的理论返回时间，为各阵元返回时间的估计。

9.根据权利要求4所述的一种超声相控阵楔块自检测方法，其特征在于：所述斜楔块材料的声速包括如下的步骤获得：

将超声相控阵换能器固定的设置在已知厚度的平楔块上；

将设置了超声相控阵换能器的平楔块设置在被检测物体上；其中，超声相控阵换能器设置为单发单收模式；

利用收集的信号估计各个阵元发射声波经底面返回的时间；

利用估值时间，并通过平楔块的厚度计算出斜楔块材料的声速。

10.根据权利要求4或9任一项所述的一种超声相控阵楔块自检测方法，其特征在于：所述估计的方法采用信号的包络峰值作为返回时间的估值，所述信号取包络的方法可以采用正交解调法或Hilbert法。