CN108008015A - 一种便携式超声检测设备、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式超声检测设备、系统及方法，包括：支架；超声检测装置，与外部的工件接触，以对所述工件进行检测；光源组件，设置于所述超声检测装置正上方，用于为超声检测装置的检测范围提供亮度；定位装置，设置于所述支架上，用于采集所述超声检测装置的相对位置信息，所述超声检测装置的相对位置信息为所述超声检测装置在所述定位装置获取的扫查结果图像中的位置。本发明将光学定位应用到超声检测扫描中，通过定位装置采集超声检测装置的光源相对位置信息，生成图像，从而能够在图像中获取超声检测装置在图像中的X轴和Y轴位置以对超声检测装置的位置进行准确定位。

Description

一种便携式超声检测设备、系统及方法

技术领域

本发明涉及一种便携式超声检测设备、系统及方法，属于无损检测技术领域。

背景技术

超声检测是工业上无损检测的方法之一。利用超声波对材料中的宏观缺陷进行探测，依据的是超声波在材料中传播时的一些特性，如声波在通过材料时能量会有损失，在遇到两种介质的分界面时会发生反射。超声C扫描是超声检测的其中一种成像方式，探头在试件表面作二维扫查，显示屏的二维坐标对应探头的扫查位置，用亮度或颜色代表信号的幅度大小，显示在对应的探头位置上，可得到某一深度范围缺陷的二维形状与分布。

现有超声C扫描检测的扫查装置通常由机械传动机构和水箱组成，机械传动机构由水箱上部两侧装的导轨、导轨上支杆、步进电机组成，两根导轨分别代表X、Y轴。此类超声C扫描装置通常为不可移动设备，需将被检工件放入设备的扫查区域进行检测，无法实现原位检测。现有便携式超声C扫描检测的扫查系统通常由一双轴钢架构成，探头夹持在扫查架上进行移动，扫查架的编码器随着探头的移动记录相对位置，以编码器记录的位置对应超声C扫描图的二维坐标，但扫查架通常只适用于平板或小曲率结构。对于无扫查架的单独数字编码器装置，只能单轴扫查成像。

现有便携式超声C扫描的扫查装置，通常只适用于平板或小曲率结构，当结构较为复杂或工件尺寸大于扫查架大小时，扫查装置将无法正常使用。对于无扫查架的单独数字编码器装置，只能单轴扫查成像，无法记录另一轴的位置，超声C扫描时操作不便。

本申请提案提出一种便携式超声检测扫查装置的设计方案，通过光学定位确定超声检测C扫描成像中探头的位置，不受限于被检测工件的形状和大小。避免了单轴扫查时的不便，且适用于多种复杂结构和不同尺寸工件。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式超声检测装置、系统及方法，通过光学定位确定超声检测C扫描成像中探头的位置，保证了工件超声C扫描图中X轴和Y轴相对位置的准确性，该扫查装置适用于不同结构和大小工件的超声C扫描，避免了常规扫查装置对工件形状和大小的局限性。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种便携式超声检测设备，包括：支架；超声检测装置，与外部的工件接触，以对所述工件进行检测；光源组件，设置于所述超声检测装置正上方，用于为超声检测装置的检测范围提供亮度；定位装置，设置于所述支架上，用于采集所述超声检测装置的相对位置信息，所述超声检测装置的相对位置信息为所述超声检测装置在所述定位装置获取的扫查结果图像中的位置。

进一步，所述光源组件包括：灯；灯罩，罩设在所述灯外部，用于固定所述灯；电池，设置于所述灯罩内，用于为所述灯提供电源；按钮，与所述灯电连接，用于开启或关闭所述灯。

进一步，所述支架包括：底座；纵向支撑杆，固定于所述底座上且与所述底座垂直设置；横向支撑杆，与所述纵向支撑杆呈一定预设角度，为可拆卸连接，所述定位装置设在所述横向支撑杆上。

进一步，所述横向支撑杆采用多根管套接。

进一步，所述超声检测设备还包括：固定环，设置于所述横向支撑杆上，用于固定所述定位装置；

优选的是所述固定环设置为与所述定位装置形状和大小相匹配。

进一步，所述固定环上设有螺纹孔，以通过螺纹与螺钉的配合固定所述定位装置，通过调节螺钉的伸入长度，进而适应不同定位装置。

进一步，所述螺纹孔的数量为至少3个，3个所述螺纹孔呈等腰三角形设置。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种超声检测系统，包括所述的超声检测设备，还包括：相对位置识别模块，与所述超声检测设备连接，用于获取所述定位装置获取的扫查结果图像，所述扫查结果图像包括超声检测装置在所述图像中的相对位置信息；

超声检测信息识别模块，用于获取工件的超声检测信息；

成像模块，用于基于所述相对位置信息和所述工件的超声检测信息生成超声扫描图像。

进一步，所述相对位置获取模块包括：识别单元，与所述定位装置连接，用于识别所述图像中的光源位置；

定位单元，与所述识别单元连接，用于对所述图像中的光源位置进行定位，并获取所述光源的位置信息；

数据处理单元，与所述定位单元连接，用于呈现所述超声检测探头在所述图像中的相对位置信息。

根据本发明的又一个方面，提供了一种超声检测方法包括：

获取所述超声检测装置在所述扫查结果图像中的相对位置信息；

获取超声检测信息；

基于所述位置信息和超声检测信息生成超声扫描图像。

进一步，获取所述超声检测装置在所述图像中的相对位置信息的步骤包括：

识别所述图像中的光源位置；

对所述图像中的光源位置进行定位，并获取所述光源的位置信息；

呈现所述超声检测探头在所述图像中的相对位置信息。

发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

第一，本发明将光学定位应用到超声检测扫描中，通过定位装置采集超声检测装置的光源相对位置信息，生成图像，从而能够在图像中获取超声检测装置在图像中的X轴和Y轴位置以对超声检测装置的位置进行准确定位，避免了现有技术中超声检测装置设置在扫查架上单轴扫查容易产生错位的问题。

第二，本发明采用超声检测探头和光源组件，二者均可自由移动，不再需要扫查架、导轨和编码器装置，因此，可实现对不同形状工件的扫描。

第三，本发明光源组件为所述超声检测装置提供亮度，方便所述定位装置更好的获取所述超声检测装置的位置信息。

附图说明

图1是本发明超声检测设备的结构示意图；

图2是本发明固定环的结构示意图图；

图3是本发明超声检测系统的结构示意图；

图4是本发明相对位置识别模块的结构示意图；

图5是本发明超声检测信息识别模块的结构示意图；

图6是本分明一种超声检测方法的流程图；

图7是本发明获取超声检测装置的相对位置信息的流程图。

附图标记

1-超声检测设备，110-支架，120-超声检测装置，130-工件，140-光源组件，150-定位装置，160-扫查装置，170-超声检测仪，180-电线，141-灯，142-灯罩，143-电池，144-按钮，111-底座，112-纵向支撑杆，113-横向支撑杆，114-固定环，115-螺钉，2-相对位置识别模块，3-超声检测信息识别模块，4-成像模块，21-识别单元，22-定位单元，23-数据处理单元，31-超声检测单元，32-信号处理单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例一，

图1是本发明一种超声检测设备的结构示意图。

如图1所示，一种便携式超声检测设备，包括：支架110、扫查装置160和超声检测仪170。

所述支架110用于支撑所述定位装置150，包括：底座111、纵向支撑杆112和横向支撑杆113。纵向支撑杆112，固定于所述底座111上且与所述底座111垂直设置；横向支撑杆113，与所述纵向支撑杆112呈一定预设角度，为可拆卸连接，所述定位装置150设在所述横向支撑杆113上。具体的，所述横向支撑杆113采用多根管套接。有利于根据所述超声检测装置120的移动而调节所述支撑杆的长短，以使所述超声检测装置120在所述定位装置150的采集范围内，来获取所述超声检测装置120的位置信息

具体的，所述横向支撑杆113与所述纵向支撑杆112由套环和螺钉115固定连接，所述纵向支撑杆112和所述横向支撑杆113上分别设有排列均匀的螺纹孔，以使所述螺钉115穿过所述螺纹孔将所述横向支撑杆113与所述纵向支撑杆112固定，并将套环套在所述横向支撑杆113与所述纵向支撑杆112的固定处，用于加固所述横向支撑杆113与所述纵向支撑杆112。由于横向支撑杆113和纵向支撑杆112采用套环和螺钉115来连接，因此可根据工件130的大小和形状，通过调节所述横向支撑杆113与所述纵向支撑杆112，以使工件130和超声检测装置120以及光源均能够在定位装置150的扫查范围内，从而使所述定位装置150可以获取到所述超声检测装置120的位置信息。例如：当所述工件130较大导致无法位于定位装置150的定位范围内时，可以调节所述横向支撑杆113的长度，拉长所述横向支撑杆113，以及调节横向支撑杆113距离超声检测装置120的高度，以此扩大所述定位装置150的采集范围，以更好的获取所述超声检测装置120的位置信息。

扫查装置160，与超声检测仪170连接，用于获取超声C信号，将超声C信号传递给所述超声检测仪170，所述扫查装置160包括：超声检测装置120、光源组件140和定位装置150。

超声检测装置120，与外部的工件130接触，以对所述工件130进行检测。具体的，所述超声检测装置120可以为超声探头。

光源组件140，设置于所述超声检测装置120正上方，用于为超声检测装置120的检测范围提供亮度，并且可以便于所述定位装置150获取到所述超声检测装置120的位置信息；

具体地，所述光源组件140包括：灯、灯罩142、电池143和按钮144。优选的，所述灯为LED灯，耗电小。所述灯罩142，罩设在所述灯外部，起到固定和保护灯的作用。所述电池143设置在所述灯罩142内，用于为所述灯提供电源。所述按钮144，与所述灯电连接，用于开启或关闭所述灯。

定位装置150，设置于所述支架110上，用于采集所述超声检测装置120的相对位置信息，所述超声检测装置120的相对位置信息为所述超声检测装置120在所述定位装置150获取的扫查结果图像中的位置。具体的，所述定位装置150可以为不同型号的摄像头。

其中，所述超声检测装置120和所述定位装置150分别通过电线与超声波检测仪电连接，所述超声检测仪170用于收集处理所述定位装置150和所述超声检测装置120传回的信号，并将所述信号转换成超声扫描图像呈现出来。

本实施例采用摄像头做为定位装置150采集所述超声检测装置120的位置信息，可以同时获取所述超声检测装置120在X轴和Y轴信息，相对于现有技术的单轴扫查和编码器采集位置信息，保证了采集的位置信息更准确，降低了误差。

实施例二。

图2，是本发明的固定环114的结构示意图。

如图2所述，所述超声检测设备1还包括:固定环114，设置于所述横向支撑杆113上，用于固定所述定位装置150。所述横向支撑杆113上设有螺纹孔，所述螺纹孔通过与固定环114上的螺钉螺接，将所述固定环114固定在所述横向支撑杆113的上。

优选的是所述固定环114设置为与所述定位装置150形状和大小相匹配。

具体的，所述固定环114上设有螺纹孔，以通过螺纹孔与螺钉的配合固定所述定位装置150。还可以通过调节螺钉的伸入长度，进而适应不同型号的定位装置150。

具体的，所述螺纹孔的数量为至少3个，3个所述螺纹孔呈等腰三角形设置。设置至少3个螺纹孔，有利于更好的固定所述定位装置150，以免定位装置150松动或脱落。当所述定位装置150较大时，可以设置更多的螺纹孔和螺钉。具体的，所述螺纹孔等距离设置在所述固定环114上。

实施例三，

图3是本发明超声检测系统的结构示意图。

本发明一种超声检测系统，包括上述任一实施例所述的超声检测设备1，还包括：相对位置识别模块2，超声检测信息识别模块3和成像模块44。

相对位置识别模块2，与所述超声检测设备1连接，用于获取所述定位装置150获取的扫查结果图像，所述扫查结果图像包括超声检测装置120在所述图像中的相对位置信息。

超声检测信息识别模块3，用于获取工件130的超声检测信息。

成像模块4，用于基于所述相对位置信息和所述工件130的超声检测信息生成超声扫描图像。

图4是本发明相对位置识别模块2的结构示意图。

如图4所示，具体的，所述相对位置识别模块2包括：识别单元21、定位单元22和数据处理单元23。识别单元21，与所述定位装置150连接，用于识别所述图像中的光源位置；定位单元22，与所述识别单元21连接，用于对所述图像中的光源位置进行定位，并获取所述光源的位置信息；数据处理单元23，与所述定位单元22连接，用于呈现所述超声检测装置120在所述图像中的相对位置信息。

图5是本发明超声检测信息识别模块3的结构示意图。

如图5所示，具体的，所述超声检测信息识别模块3包括：

超声检测单元31，与所述超声检测装置120连接，用于发射和接收超声信号，得到超声扫描信号；

信号处理单元32，与所述超声检测单元31连接，用于基于所述超声扫描信号生成超声检测信息。

实施例四。

图6是本分明一种超声检测方法的流程图。

如图6所示，本实施例提供了一种超声检测方法包括：

S1，获取所述超声检测装置在所述图像中的相对位置信息；

S2，获取超声检测信息；

S3，基于所述位置信息和超声检测信息生成超声扫描图像。

具体的，获取所述超声检测装置在所述图像中的相对位置信息的步骤S1包括：

S10，识别所述图像中的光源位置；

S11，对所述图像中的光源位置进行定位，并获取所述光源的位置信息；

S12，呈现所述超声检测探头在所述图像中的相对位置信息。

需要说明的是，本发明图像检索系统是与涉及计算机程序流程的图像检索方法一一对应的装置，由于在前已经对图像检索方法的步骤流程进行了详细描述，在此不再对图像检索系统的实施过程进行赘述。

本发明旨在一种便携式超声检测设备、系统及方法，具有以下有益效果：

第一，本发明将光学定位应用到超声检测扫描中，通过定位装置采集超声检测装置的光源相对位置信息，生成图像，从而能够在图像中获取超声检测装置在图像中的X轴和Y轴位置以对超声检测探头的位置进行准确定位，避免了现有技术中超声检测装置设置在扫查架上单轴扫查容易产生错位的问题。

第二，本发明采用超声检测探头和光源组件，二者均可自由移动，不再需要扫查架、导轨和编码器装置，因此，可实现对不同形状工件的扫描。

第三，本发明光源组件为所述超声检测装置提供亮度，方便所述定位装置更好的获取所述超声检测装置的位置信息。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改。

Claims (11)

1.一种便携式超声检测设备(1)，其特征在于，包括：

支架(110)；

超声检测装置(120)，与外部的工件(130)接触，以对所述工件(130)进行检测；

光源组件(140)，设置于所述超声检测装置(120)正上方，用于在超声检测装置(120)的检测范围内提供亮度；

定位装置(150)，设置于所述支架(110)上，用于采集所述超声检测装置(120)的相对位置信息，所述超声检测装置(120)的相对位置信息为所述超声检测装置(120)在所述定位装置(150)获取的扫查结果图像中的位置。

2.根据权利要求1所述的超声检测设备(1)，其特征在于，所述光源组件(140)包括：

灯(141)，

灯罩(142)，罩设在所述灯(141)外部，用于固定所述灯(141)；

电池，设置于所述灯罩(142)内，用于为所述灯(141)提供电源；

按钮，与所述灯(141)电连接，用于开启或关闭所述灯(141)。

3.根据权利要求1所述的超声检测设备(1)，其特征在于，所述支架(110)包括：

底座(111)，

纵向支撑杆(112)，固定于所述底座(111)上且与所述底座(111)垂直设置；

横向支撑杆(113)，与所述纵向支撑杆(112)呈一定预设角度，为可拆卸连接，所述定位装置(150)设在所述横向支撑杆(113)上。

4.根据权利要求3所述的超声检测设备(1)，其特征在于，所述横向支撑杆(113)采用多根管套接。

5.根据权利要求4所述的超声检测设备(1)，其特征在于，还包括：

固定环(114)，设置于所述横向支撑杆(113)上，用于固定所述定位装置(150)；

优选的是所述固定环(114)设置为与所述定位装置(150)形状和大小相匹配。

6.根据权利要求5所述的超声检测设备(1)，其特征在于，所述固定环(114)上设有螺纹孔，以通过螺纹孔与螺钉(115)的配合固定所述定位装置(150)，通过调节螺钉(115)的伸入长度，以安装不同大小的定位装置(150)。

7.根据权利要求6所述的超声检测设备(1)，其特征在于，所述螺纹孔的数量为至少3个，3个所述螺纹孔呈等腰三角形设置。

8.一种超声检测系统，包括如权利要求1-7任一项所述的超声检测设备(1)，还包括：

相对位置识别模块(2)，与所述超声检测设备(1)连接，用于获取所述定位装置(150)获取的扫查结果图像，所述扫查结果图像包括超声检测装置(120)在所述图像中的相对位置信息；

超声检测信息识别模块(3)，用于获取工件(130)的超声检测信息；

成像模块(3)，用于基于所述相对位置信息和所述工件(130)的超声检测信息生成超声扫描图像。

9.根据权利要求8所述的超声检测系统，其特征在于，所述相对位置识别模块(2)包括：

识别单元(21)，与所述定位装置(150)连接，用于识别所述图像中的光源位置；

定位单元(22)，与所述识别单元(21)连接，用于对所述图像中的光源位置进行定位，并获取所述光源的位置信息；

数据处理单元(23)，与所述定位单元(22)连接，用于呈现所述超声检测装置(120)在所述图像中的相对位置信息。

10.一种超声检测方法，其特征在于，包括：

获取所述超声检测装置在所述扫查结果图像中的相对位置信息；

获取超声检测信息；

基于所述位置信息和超声检测信息生成超声扫描图像。

11.根据权利要求10所述的一种超声检测方法，其特征在于，获取所述超声检测装置在所述图像中的相对位置信息的步骤包括：

识别所述图像中的光源位置；

对所述图像中的光源位置进行定位，并获取所述光源的位置信息；

呈现所述超声检测探头在所述图像中的相对位置信息。