CN110118828B - 一种带有固有信号工件的超声成像检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种带有固有信号工件的超声成像检测方法，用于实现工件成像检测工艺的简化。本申请实施例方法包括：将所述检测仪器设置为线扫模式，使用所述检测探头在对比工件的检测面上调整线扫角度，确定出存在缺陷信号对应的中心角度值；将所述检测仪器设置为扇扫模式，以所述中心角度值在所述对比工件的检测面上进行扇扫，确定出存在固有信号对应的扇扫区间；绘制所述对比工件的工件示意图，所述工件示意图包括所述固有信号；根据所述扇扫区间使用所述检测探头在待测工件进行扇扫，得到检测示意图；根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号。

Description

一种带有固有信号工件的超声成像检测方法

技术领域

本申请涉及超声成像检测技术领域，尤其涉及一种带有固有信号工件的超声成像检测方法。

背景技术

相控阵超声检测技术是目前最新最前沿的检测技术，相控阵超声检测技术因其具有以下特点：采用电子方法控制声束聚焦和扫描，检测速度快。具有良好的声束可达性。具有仿真成像技术，可直观表现缺陷的真实特征位置，可直观区分固有信号和缺陷信号，实现结构复杂工件的检测。

现有相控阵检测方法实现工件的成像检测工艺制定，是预先根据工件结构，计算或者模拟工件声束，同时在软件中模拟声束传播声场，再用软件绘制工件结构图，将工件结构图导入检测声场中，将两者重叠。在此过程中，首先需要对声束路径进行测算或者模拟，需要工艺制定人员掌握相控阵声场的原理；需要绘制的图形与检测声束完全同步，因此需要绘制图形软件与检测仪器声束控制软件完全兼容，也就是需要专门的绘图软件。

然而，在实际检测中，由于检测人员一般不具备掌握相控阵原理的能力，同时也不具备相控阵声束模拟软件和专用绘图软件，因此工艺制定的工作都是由仪器生产厂家进行。对于每一个检测对象，检测人员实现带有图形模拟的成像检测，都需要将工件给设备厂家，由仪器厂家设计检测工艺，再将工艺出售给检测人员，这个过程一般周期较长，且有相当的费用，特别是对于工件数量较少时，工艺开发成本是检测工作无法承担的。

以上由于工艺开发工作技术和流程的复杂，大大限制了相控阵超声检测技术在成像检测上的应用。

发明内容

本申请实施例提供了一种带有固有信号工件的超声成像检测方法，用于实现工件成像检测工艺的简化。

本申请实施例第一方面提供了一种带有固有信号工件的超声成像检测方法，应用于相控阵检测仪器，所述仪器包括检测探头，所述方法包括：

将所述检测仪器设置为线扫模式，使用所述检测探头在对比工件的检测面上调整线扫角度，确定出存在缺陷信号对应的中心角度值；

将所述检测仪器设置为扇扫模式，以所述中心角度值在所述对比工件的检测面上进行扇扫，确定出存在固有信号对应的扇扫区间；

绘制所述对比工件的工件示意图，所述工件示意图包括所述固有信号；

根据所述扇扫区间使用所述检测探头在待测工件进行扇扫，得到检测示意图；

根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号。

可选地，所述方法还包括：

对所述待测工件上加工人工缺陷，得到所述对比工件。

可选地，所述方法还包括：

根据历史经验确定在所述待测工件中确定所述人工缺陷。

可选地，所述方法还包括：

对所述待测工件进行受力分析，得到所述待测工件使用中应力参数；

根据所述应力参数确定出所述人工缺陷。

可选地，所述方法还包括：

采用厚度不小于所述待测工件的初始工件，在所述初始工件上加工缺陷，得到所述对比工件。

可选地，所述方法还包括：

若所述中心角度值与所述检测探头的角度值偏差超过预设值，则更换所述检测探头的楔块，并重新测定所述中心角度值。

可选地，所述仪器包括显示屏，所述绘制所述对比工件的工件示意图具体包括：

根据所述固有信号手工绘制所述工件示意图；

所述根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号具体包括：

在所述显示屏上显示所述检测示意图，将所述工件示意图放置在所述显示屏上，确定出所述检测示意图中与所述固有信号不重叠的信号为缺陷信号。

可选地，所述仪器包括显示屏，所述绘制所述对比工件的工件示意图具体包括：

根据所述固有信号在所述仪器中生成所述工件示意图；

所述根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号具体包括：

在所述显示屏上显示所述检测示意图和所述工件示意图，确定出所述检测示意图中与所述固有信号不重叠的信号为缺陷信号。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：将所述检测仪器设置为线扫模式，使用所述检测探头在对比工件的检测面上调整线扫角度，确定出存在缺陷信号对应的中心角度值；将所述检测仪器设置为扇扫模式，以所述中心角度值在所述对比工件的检测面上进行扇扫，确定出存在固有信号对应的扇扫区间；绘制所述对比工件的工件示意图，所述工件示意图包括所述固有信号；根据所述扇扫区间使用所述检测探头在待测工件进行扇扫，得到检测示意图；根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号。因此，根据所述检测工件示意图即可确定出所述检测示意图中的缺陷信号，使检测工艺制定无需声束模拟软件和专用绘图软件，一定程度上实现了工件成像检测工艺的简化。

附图说明

图1为本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法实施例的一个示意图；

图2为本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法实施例的另一个示意图；

图3为本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法实施例的另一个示意图；

图4为本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法实施例的另一个示意图；

图5为本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法实施例的另一个示意图；

图6为本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法实施例的另一个示意图；

图7为本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法实施例的另一个示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种带有固有信号工件的超声成像检测方法，用于实现工件成像检测工艺的简化。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

相控阵超声检测技术是目前最新最前沿的检测技术，相控阵超声检测技术因其具有以下特点：采用电子方法控制声束聚焦和扫描，检测速度快。具有良好的声束可达性。具有仿真成像技术，可直观表现缺陷的真实特征位置，可直观区分固有信号和缺陷信号，实现结构复杂工件的检测。

现有相控阵检测方法实现工件的成像检测工艺制定，是预先根据工件结构，计算或者模拟工件声束，同时在软件中模拟声束传播声场，再用软件绘制工件结构图，将工件结构图导入检测声场中，将两者重叠。在此过程中，首先需要对声束路径进行测算或者模拟，需要工艺制定人员掌握相控阵声场的原理；需要绘制的图形与检测声束完全同步，因此需要绘制图形软件与检测仪器声束控制软件完全兼容，也就是需要专门的绘图软件。

然而，在实际检测中，由于检测人员一般不具备掌握相控阵原理的能力，同时也不具备相控阵声束模拟软件和专用绘图软件，因此工艺制定的工作都是由仪器生产厂家进行。对于每一个检测对象，检测人员实现带有图形模拟的成像检测，都需要将工件给设备厂家，由仪器厂家设计检测工艺，再将工艺出售给检测人员，这个过程一般周期较长，且有相当的费用，特别是对于工件数量较少时，工艺开发成本是检测工作无法承担的。

以上由于工艺开发工作技术和流程的复杂，大大限制了相控阵超声检测技术在成像检测上的应用。为此，本申请实施例提供了一种带有固有信号工件的超声成像检测方法，用于实现工件成像检测工艺的简化。

为了便于理解，下面对本申请实施例中的具体流程进行描述，请参阅图1，本申请实施例中一种带有固有信号工件的超声成像检测方法的一个实施例包括：

101、将所述检测仪器设置为线扫模式，使用所述检测探头在对比工件的检测面上调整线扫角度，确定出存在缺陷信号对应的中心角度值；

本实施例中，可以将相控阵检测仪器设置为线扫模式，将检测探头放置在对比工件检测面上，调整线扫角度，使工件上缺陷反射信号最强，记录此时的中心角度值。

作为一个优选方案，若中心角度值与探头自身的角度值偏差较大，超过20度，应更换探头的楔块，并重新测定中心角度值。

本步骤中测定的中心角度值，即作为检测时扇扫的中心角度，可保证扇扫声束的中心线与探头自身角度偏差不大，同时可检测缺陷，可使扇扫声束对缺陷的检测效果最佳。

此外，对比工件可以有两种型式——

①、如图2所示，对待测工件加工人工缺陷，人工缺陷的结构与待测工件重点检测部位最有可能会产生的缺陷一致。

人工缺陷的结构与待测工件重点检测部位最有可能会产生的缺陷一致，对待测工件重点检测部位的预判来自两个方面：一是根据以往此类工件在制造或使用中产生的缺陷；二是根据对其受力分析，找到其使用中应力最大部位和受力方向。

②、如图3所示，当无法采用工件加工人工缺陷时，可以采用与工件材质一致的，厚度大于工件的任意工件，在工件上加工缺陷，缺陷与工件检测面的夹角和距离和工件缺陷与工件检测面的夹角和距离一致。图2所示型式1工件对声束的验证效果可以准确无误，但对于结构复杂的待测工件来说，部分价值较高，加工困难，如图3所示型式2工件加工简单，当距离L2和图1所示距离L1一致，角度b与角度a一致时,也能实现声束中心角度的测定。

102、将所述检测仪器设置为扇扫模式，以所述中心角度值在所述对比工件的检测面上进行扇扫，确定出存在固有信号对应的扇扫区间；

本实施例中，将相控阵检测仪器设置为扇扫模式，将探头放置在工件检测面上，以步骤101得到的中心角度值为中心角度，设置扇扫角度的起始值和终止值，以预设角度(例如5度)为间隔逐渐扩大扇扫角度，使声束范围内出现检测区域范围两端的固有反射信号，此时确定出存在固有信号对应的扇扫区间。

如图4所示，经过本步骤的处理，声束覆盖了工件变截面检测区域，可实现对整个工件的检测，同时检测时将在图中圆圈所示4个位置产生固有信号。在工件有缺陷的位置产生缺陷反射信号。

103、绘制所述对比工件的工件示意图，所述工件示意图包括所述固有信号；

本实施例中，绘制工件示意图，同时可以对图形进行同比例缩放，其中，该工件示意图中包含有固有信号，即根据步骤102中取得的固有信号绘制工件示意图。

其中，工件轮廓图绘制可以采用常用电脑软件绘制，也可手工绘制。图形与仪器扇扫显示区域重叠，使图形尺寸略小于仪器扇扫显示区域。将缩放后的图形与仪器扇扫显示区域重叠。具体可以采用两种方式1：将图形绘制或打印在透明材料上，将透明图形直接粘贴到仪器面板上。2：采用计算机程序将图形与仪器显示效果重叠，此方式适用于检测程序基于通用系统(例如windows等)的相控阵仪器。

104、根据所述扇扫区间使用所述检测探头在待测工件进行扇扫，得到检测示意图；

本实施例中，根据步骤102中确定出来的扇扫区间使用所述检测探头在待测工件进行扇扫，得到检测示意图并在仪器上显示。

105、根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号。

本实施例中，步骤104和步骤105的过程将探头放置在工件检测面上，如图5所示，此时由于图形与声束不同步，固有信号与图形没有重叠，但固有信号之间的相对位置与图形是同比例的。调节仪器检测范围，使图形尺寸略小于仪器扇扫显示区域，将缩放后的图形与仪器扇扫显示区域重叠，反射信号会同比例变化。如图6所示，固有信号与图形吻合，检测时采用此效果检测，可检测缺陷在工件中的位置，实现成像检测。如图7所示，工件图形范围内中出现固有信号以外的信号时，表明在工件此位置存在缺陷。

本实施例中，将所述检测仪器设置为线扫模式，使用所述检测探头在对比工件的检测面上调整线扫角度，确定出存在缺陷信号对应的中心角度值；将所述检测仪器设置为扇扫模式，以所述中心角度值在所述对比工件的检测面上进行扇扫，确定出存在固有信号对应的扇扫区间；绘制所述对比工件的工件示意图，所述工件示意图包括所述固有信号；根据所述扇扫区间使用所述检测探头在待测工件进行扇扫，得到检测示意图；根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号。因此，根据所述检测工件示意图即可确定出所述检测示意图中的缺陷信号，使检测工艺制定无需声束模拟软件和专用绘图软件，简化“固有信号”工件成像检测工艺制定，使检测工艺制定无需声束模拟软件和专用绘图软件，只需会操作相控阵超声检测设备即可实现工件的成像检测。

可以理解的是，在本申请的各种实施例中，上述各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种带有固有信号工件的超声成像检测方法，其特征在于，应用于相控阵检测仪器，所述仪器包括检测探头，所述方法包括：

将所述检测仪器设置为线扫模式，使用所述检测探头在对比工件的检测面上调整线扫角度，确定出存在缺陷信号对应的中心角度值；

将所述检测仪器设置为扇扫模式，以所述中心角度值在所述对比工件的检测面上进行扇扫，确定出存在固有信号对应的扇扫区间；

绘制所述对比工件的工件示意图，所述工件示意图包括所述固有信号；

根据所述扇扫区间使用所述检测探头在待测工件进行扇扫，得到检测示意图；

根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号；

其中，所述方法还包括：

若所述中心角度值与所述检测探头的角度值偏差超过预设值，则更换所述检测探头的楔块，并重新测定所述中心角度值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述待测工件上加工人工缺陷，得到所述对比工件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据历史经验确定在所述待测工件中确定所述人工缺陷。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述待测工件进行受力分析，得到所述待测工件使用中应力参数；

根据所述应力参数确定出所述人工缺陷。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用厚度不小于所述待测工件的初始工件，在所述初始工件上加工缺陷，得到所述对比工件。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述仪器包括显示屏，所述绘制所述对比工件的工件示意图具体包括：

根据所述固有信号手工绘制所述工件示意图；

所述根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号具体包括：

在所述显示屏上显示所述检测示意图，将所述工件示意图放置在所述显示屏上，确定出所述检测示意图中与所述固有信号不重叠的信号为缺陷信号。

7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述仪器包括显示屏，所述绘制所述对比工件的工件示意图具体包括：

根据所述固有信号在所述仪器中生成所述工件示意图；

所述根据所述检测工件示意图确定出所述检测示意图中的缺陷信号具体包括：

在所述显示屏上显示所述检测示意图和所述工件示意图，确定出所述检测示意图中与所述固有信号不重叠的信号为缺陷信号。

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