CN114076797B - 内部损伤检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种内部损伤检测方法和装置。作所述待测截面的外接圆,将所述待测截面分为多个第一控制区域。在所述外接圆设定多个测量点。选取任意两个所述测量点分别发射、接收超声脉冲，获取超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间。将任意两个所述测量点连直线，得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。根据所述任意两个所述测量点之间传播的时间和每个所述第一控制区域的声程得到所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度。根据所述速度判断所述待测物的内部缺陷。将不规则的待测截面转换为规则圆进行测量，可以精确检测装置的检测位置。所述测量点设置于外接圆上，可以对待测截面的360°方向进行损伤检测，微小损伤也能被检测出来。

Description

内部损伤检测方法和装置
技术领域
本申请涉及文物保护方面检测技术领域，特别是涉及内部损伤检测方法和装置。
背景技术
我国对于石质文物劣化和风化等问题的研究起步较晚，于上世纪五十年代末六十年代初才开始兴起。由于文物的特殊性，所以对于文物保存现状的检测必须考虑选用微损甚至无损的检测技术，而合适的检测方法直接关系到文物保存现状评价的科学性和合理性，因此该方面研究一直也成为国际文物保护领域科学研究的重要方向。目前该领域中一些自主研发的新型微损检测技术也已开始在逐渐使用和推广，其中超声设备就是重要的一部分。
在传统技术中，超声设备作为常规的无损检测设备，其主要适用范围为金属材料。这主要是因为超声波擅长在高密度介质中传输(比如金属材料)，此时超声波具备频率高、传输距离长和信噪比高等特点。然而，使用超声波检测非金属材料时以上优点均不具备，这使得内部微小损伤不易被检测出。此外，因为文物本身形状不规则的限制，在对其进行内部损伤检测时，往往无法确认检测装置的位置。
发明内容
基于此，有必要针对非金属物体的内部损伤不易被检测出，检测时无法确认检测装置的位置的问题，提供一种内部损伤检测方法和装置。
一种内部损伤检测方法，包括：
确定待测物的待测截面，作所述待测截面的外接圆,将所述待测截面分为多个第一控制区域。
在所述外接圆设定多个测量点,选取任意两个所述测量点分别发射和接收超声脉冲，获取超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间，并且通过将任意两个所述测量点连直线，得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。
根据所述任意两个所述测量点之间传播的时间和每个所述第一控制区域的声程得到所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度。
根据所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度判断所述待测物的内部缺陷。
在其中一个实施例中，在所述确定待测物的待测截面，作所述待测截面的外接圆,将所述待测截面分为多个第一控制区域中，采集所述待测物的表面三维坐标，选择所述待测物的某一横截面的二维图像作为所述待测截面。
在其中一个实施例中，在所述确定待测物的待测截面，作所述待测截面的外接圆,将所述待测截面分为多个第一控制区域中，在所述待测截面作所述外接圆的多个同心圆，并作所述外接圆的多条直径。所述多条直径与所述待测截面轮廓构成多个交点，每个直径通过的两个所述交点之间的线段、以及所述同心圆将所述待测截面划分为多个所述第一控制区域。
在其中一个实施例中，在所述外接圆设定多个测量点,选取任意两个所述测量点分别发射和接收超声脉冲，获取超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间，并且通过将任意两个所述测量点连直线，得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程中，所述通过将所述任意两个所述测量点连直线，分别得到所述直线经过的所述第一控制区域的声程包括：所述多条直径和所述多个同心圆将所述外接圆分为多个第二控制区域。计算所述第一控制区域的边长和所述半径的比值得到多个计算比例。所述边长是每个直径对应的半径通过的所述交点和所述外接圆的圆心之间的线段。测量所述直线通过的每个所述第二控制区域的测量距离。通过所述计算比例和所述测量距离得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。
在其中一个实施例中，在所述外接圆设定多个测量点,选取任意两个所述测量点分别发射和接收超声脉冲，获取超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间，并且通过将任意两个所述测量点连直线，得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程中，所述计算所述第一控制区域的边长和所述半径的比值得到多个计算比例中，所述半径是对应于每个所述第一控制区域顺时针或者逆时针方向同侧的半径。
在其中一个实施例中，所述根据所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度判断所述待测物的内部缺陷包括：选取多个所述待测截面进行测量，得到所述脉冲在多个所述待测截面内每个所述第一控制区域传输的速度，绘制所述脉冲在所述待测物内传播的三维速度云图。根据所述脉冲在所述待测物内传播的三维速度云图判断所述待测物的内部缺陷。
一种内部损伤检测装置，应用于所述的内部损伤检测方法，包括超声检测装置、换能器适配旋转装置和机械行走装置。所述超声检测装置用于发射和接收超声脉冲，并测量所述超声脉冲在两个测量点之间传播的时间。所述换能器适配旋转装置与所述超声检测装置连接，并带动所述超声检测装置对任意两个所述测量点进行测量。所述机械行走装置与所述换能器适配旋转装置连接，用于带动所述换能器适配旋转装置移动。
在其中一个实施例中，所述超声检测装置包括第一单通道超声换能器、第二单通道超声换能器和测量模块。所述第一单通道超声换能器用于发射所述超声脉冲。所述第二单通道超声换能器用于接收所述超声脉冲。所述测量模块分别与所述第一单通道超声换能器和所述第二单通道超声换能器连接。所述测量模块用于测量所述超声脉冲在两个所述测量点之间传播的时间。
在其中一个实施例中，所述换能器适配旋转装置包括轴承、圆形轨道和驱动装置。所述轴承与所述机械行走装置连接。所述圆形轨道与所述轴承连接。所述第一单通道超声换能器和所述第二单通道超声换能器设置在所述圆形轨道内侧，并在所述圆形轨道内侧滑动。所述圆形轨道在所述待测截面所在平面内进行转动。所述驱动装置设置于所述圆形轨道的外侧。所述驱动装置用于为所述圆形轨道提供旋转动力。
在其中一个实施例中，所述机械行走装置包括支架、箱体和万向轮。所述圆形轨道设置于所述支架的一端。所述箱体设置于所述支架的另一端。所述万向轮设置于所述箱体远离所述圆形轨道的一侧。
本申请实施例所述的一种内部损伤检测方法和装置。作所述待测截面的外接圆，将不规则的所述待测截面转换为一个规则的圆形来进行检测。在所述外接圆设定多个测量点,将检测装置放置于所述测量点位置处完成发射和接收超声脉冲，获取超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间。在外接圆上可以精准确认检测装置的位置。并且根据检测需要移动所述检测装置的位置，对一个所述待测截面进行360°方向上的检测，从而可以检测出所述待测截面的微小损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的内部损伤检测方法的流程图；
图2为本申请一实施例提供的第一控制区域和第二控制区域的示意图；
图3为本申请一实施例提供的内部损伤检测装置的示意图；
图4为本申请另一实施例提供的内部损伤检测装置的模块示意图；
图5为本申请另一实施例提供的内部损伤检测装置的模块示意图。
附图标号说明
内部损伤检测装置10、超声检测装置100、换能器适配旋转装置200、机械行走装置300、遥控器400、第一单通道超声换能器110、第二单通道超声换能器120、测量模块130、轴承210、圆形轨道220、驱动装置230、卡扣240、支架310、箱体320、万向轮330、锂电池321、单片机322、电路板323、电机324。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1，本申请提供了一种内部损伤检测方法，包括：
S10，确定待测物的待测截面，作所述待测截面的外接圆,将所述待测截面分为多个第一控制区域。
S20，在所述外接圆设定多个测量点。选取任意两个所述测量点分别发射和接收超声脉冲，获取超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间。并且通过将任意两个所述测量点连直线，得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。
S30，根据所述任意两个所述测量点之间传播的时间和每个所述第一控制区域的声程得到所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度。
S40，根据所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度判断所述待测物的内部缺陷。
所述S10中，作所述待测截面的外接圆。在对所述待测物进行内部损伤检测时，选取的所述待测截面可能为不规则图形。通过作所述待测截面的外接圆，将不规则的所述待测截面转化为规则的圆形进行检测，在检测过程中更易进行各种操作，能更加精准地确定检测装置的位置。
所述S20中，在任意两个所述测量点分别发射和接收所述超声脉冲，获取所述超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间。同时，可以连接任意两个所述测量点，作一条直线。获取所述直线经过每个所述第一控制区域的声程，即所述脉冲在每个所述第一控制区域的声程。每获取一个所述超声脉冲在两个所述测量点之间传播的时间，都对应一条所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。
在一个实施例中，也可以先选取两个所述测量点，获得超声脉冲在选取的两个所述测量点之间传播的时间。并且将选取的两个所述测量点连直线，得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。完成上述一次操作后，再选取两个所述测量点，重复操作，直至选取完全部的所述测量点。
在一个实施例中，所述测量点的数量设定为30-70。
所述S30中，每个所述第一控制区域的声程除以所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度，会得到所述脉冲经过每个所述第一控制区域的时间。所述脉冲经过每个所述第一控制区域的时间之和，即为所述任意两个所述测量点之间传播的时间。因此，根据所述任意两个所述测量点之间传播的时间和每个所述第一控制区域的声程得到所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度。
在一个实施例中，根据所述任意两个所述测量点之间传播的时间和每个所述第一控制区域的声程得到所述脉冲在每个所述第一控制区域的慢度。所述慢度为速度的倒数。每个所述第一控制区域的声程分别与所述脉冲在每个所述第一控制区域的慢度相乘，会得到所述脉冲经过每个所述第一控制区域的时间。
所述S40中，所述脉冲在同一介质内传播时，所述脉冲的传输速度是不变的。而当介质改变时，所述脉冲的传输速度会改变。在对所述待测物的所述待测截面进行检测时，若所述待测截面内有内部损伤(如内部缺口)，此时所述脉冲经过内部损伤部位的传输速度发生改变。因此，通过所述脉冲在每一个所述第一控制区域传输的速度就能判断所述待测物的内部缺陷。
在传统技术中，超声脉冲在非金属物质中传播时，能量衰减很快。利用超声检测非金属物质时，对于一些微小损伤，所述超声脉冲不能检测出来。
在本实施例中，作所述待测截面的外接圆，将不规则的所述待测截面转换为一个规则的圆形来进行检测。将所述测量点设置在所述外接圆上，在实际操作过程中可以精准确认检测装置的位置。并且在所述外接圆上设定所述测量点，可以对所述待测截面的360°方向进行检测，保证了超声检测所述待测截面时各方向的超声脉冲能量，进而所述待测截面的微小损伤也可以表现出来。将所述待测截面分为多个所述第一控制区域，可以明确损伤所在的位置。
在一个实施例中，每个所述第一控制区域的声程、待求解的所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度以及所述任意两个所述测量点之间传播的时间的矩阵方程为：
Figure BDA0003340329720000081
其中，anm为第n条任意两个所述测量点之间相连的直线，经过第m个所述第一控制区域的声程，Sm为所述脉冲在第m个所述第一控制区域传输的速度的倒数，tn为第n次所述任意两个所述测量点之间传播的时间。
在一个实施例中，在所述S10中，采集所述待测物的表面三维坐标，选择所述待测物的某一横截面的二维图像作为所述待测截面。
在一个实施例中，利用3D摄影测量技术采集所述待测物的表面三维坐标，并提取所述待测截面的二维坐标。
在一个实施例中，利用数码相机对所述待测物拍照。将照片信息导入Geomagic软件，得到所述待测物的表面三维坐标并提取所述待测截面的二维坐标。
在一个实施例中，在所述S10中，在所述待测截面作所述外接圆的多个同心圆，并作所述外接圆的多条直径。所述多条直径与所述待测截面轮廓构成多个交点。每个直径通过的两个所述交点之间的线段、以及所述同心圆将所述待测截面划分为多个所述第一控制区域。
在一个实施例中，所述S20中，所述通过将所述任意两个所述测量点连直线，分别得到所述直线经过的所述第一控制区域的声程包括：所述多条直径和所述多个同心圆将所述外接圆分为多个第二控制区域。计算所述第一控制区域的边长和所述半径的比值得到多个计算比例。所述边长是每个直径对应的半径通过的所述交点和所述外接圆的圆心之间的线段。测量所述直线通过的每个所述第二控制区域的测量距离。通过所述计算比例和所述测量距离得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。
在测量过程中，将所述待测截面转换为所述外接圆进行检测。所述超声脉冲在所述外接圆上的所述测量点之间发射和接收。在对所述外接圆进行内部损伤检测时，测量得到的是所述直线通过每个所述第二控制区域的测量距离。此时，要按照一定的比例将所述直线通过每个所述第二控制区域的测量距离转换为所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。因此，计算所述第一控制区域的边长和所述半径的比值得到多个计算比例。将所述测量距离和与其对应的计算比例相乘，就可以得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程。
在一个实施例中，将所述待测截面的二维坐标信息导入AutoCAD软件中。在AutoCAD软件中获得所述计算比例和所述测量距离。利用Matlab软件计算所述直线经过每个所述第一控制区域的声程，并且计算得到所述脉冲在每一个所述第一控制区域传输的速度。
在一个实施例中，得到的所述直线经过每个所述第一控制区域的声程是一个近似值。而当所述直径有无数条时，计算得到的所述直线经过每个所述第一控制区域的声程即为真实值。
所述计算比例为所述第一控制区域的边长和所述半径的比值，而所述边长是每个直径对应的半径通过的所述交点和所述外接圆的圆心之间的线段。所述计算比例是所述待测截面和所述外接圆在所述外接圆径向方向上相互转化的比例。而经过任意两个所述测量点的直线可能并不是沿所述外接圆径向方向。因此，直接将所述测量距离和与其对应的计算比例相乘，得到的是所述直线经过每个所述第一控制区域的声程的近似值。
当作出无数条所述直径时，经过任意两个所述测量点的直线沿所述外接圆径向方向。此时，所述测量距离和与其对应的计算比例相乘，可以得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程的真实值。
在一个实施例中，所述S20中，所述计算所述第一控制区域的边长和所述半径的比值得到多个计算比例中，所述半径是对应于每个所述第一控制区域顺时针或者逆时针方向同侧的半径。
通过规定每个所述第一控制区域所对应的半径，确定了每个所述第一控制区域所对应的计算比例。
在一个实施例中，所述S40包括：选取多个所述待测截面进行检测，得到所述脉冲在多个所述待测截面内每个所述第一控制区域传输的速度。绘制所述脉冲在所述待测物内传播的三维速度云图。根据所述脉冲在所述待测物内传播的三维速度云图判断所述待测物的内部缺陷。
对多个所述待测截面进行检测。根据得到的所述脉冲在多个所述待测截面内每个所述第一控制区域传输的速度，可以绘制出所述脉冲在所述待测物内传播的三维速度云图。将检测得到的速度信息绘制在一个三维图中，整体反应了所述待测物的内部损伤缺陷。
在一个实施例中，所述多个待测截面可以转换为同一个所述外接圆进行检测。
请参见图2，在一个具体实施例中，实线包围形成所述被测截面的轮廓。作所述被测截面的所述外接圆。之后作所述外接圆的8条直径，作所述外接圆的3个同心圆。所述8条直径与所述待测截面轮廓构成多个交点。每个直径通过的两个所述交点之间的线段和所述3个同心圆将所述待测截面分为64个所述第一控制区域。所述8条直径和所述3个同心圆将所述外接圆分为64个所述第二控制区域。64个所述第一控制区域与64个所述第二控制区域是一一对应的。因此，可以按照从所述被测截面边缘向所述外接圆圆心、顺时针方向对64个所述第一控制区域和64个所述第二控制区域进行编号。一个编号对应一个所述第一控制区域和一个第二控制区域。所述测量点设置在所述外接圆直径的端点处。按顺时针方向将所述测量点标号：1、2、3…8、1’、2’、3’…8’。
请参见图3，本申请提供了一种内部损伤检测装置10，包括超声检测装置100、换能器适配旋转装置200和机械行走装置300。所述超声检测装置100用于发射和接收所述超声脉冲，并测量所述超声脉冲在两个所述测量点之间传播的时间。所述换能器适配旋转装置200与所述超声检测装置100连接，用于带动所述超声检测装置100对任意两个所述测量点进行测量。所述机械行走装置300与所述换能器适配旋转装置200连接，用于带动所述换能器适配旋转装置200移动。
所述换能器适配旋转装置200为一个环状结构。在检测过程中，所述换能器适配旋转装置200套在所述待测物上，位于所述待测截面所在的平面内。所述换能器适配旋转装置200通过带动所述超声检测装置100，可以实现对任意两个测量点进行检测。
请参见图4，在一个实施例中，所述内部损伤检测装置10还包括遥控器。所述遥控器用于控制所述机械行走装置300的移动。
在一个实施例中，所述超声检测装置100包括第一单通道超声换能器110、第二单通道超声换能器120和测量模块130。所述第一单通道超声换能器110用于发射所述超声脉冲。所述第二单通道超声换能器120用于接收所述超声脉冲。所述测量模块130分别与所述第一单通道超声换能器110和所述第二单通道超声换能器120连接。所述测量模块用于测量所述超声脉冲在两个所述测量点之间传播的时间。
在一个实施例中，所述换能器适配旋转装置200包括轴承210、圆形轨道220和驱动装置230。所述轴承210与所述机械行走装置300连接。所述圆形轨道220与所述轴承210连接。所述第一单通道超声换能器110和所述第二单通道超声换能器120设置在所述圆形轨道220内侧，并在所述圆形轨道内侧滑动。所述圆形轨道220在所述待测截面所在平面内进行转动。所述驱动装置230设置于所述圆形轨道220的外侧。所述驱动装置230用于为所述圆形轨道220提供旋转动力。
所述第一单通道超声换能器110和所述第二单通道超声换能器120设置在所述圆形轨道220内侧，并在所述圆形轨道内侧滑动。所述圆形轨道220在所述待测截面所在平面内进行转动。可以根据检测需要，滑动所述第一单通道超声换能器110和所述第二单通道超声换能器120的位置，或者转动所述圆形轨道220，以达到在任意两个所述测量点处进行检测。
在一个实施例中，所述机械行走装置300包括支架310、箱体320和万向轮330。所述圆形轨道220设置于所述支架310的一端。所述箱体320设置于所述支架310的另一端。所述万向轮330设置于所述箱体320远离所述圆形轨道220的一侧。
请参见图4，在一个实施例中，所述圆形轨道220内侧设置卡扣240。所述卡扣240用于将所述第一单通道超声换能器110和所述第二单通道超声换能器120固定在所述圆形轨道220内侧。
在一个实施例中，所述箱体320还包括锂电池321、单片机322、电路板323和电机324。所述锂电池321用于提供电力。所述单片机322与所述锂电池321连接。所述单片机322用于采集所述机械行走装置300的位置信息。所述电路板323分别与所述锂电池321和所述万向轮330连接。所述电路板323控制所述万向轮330转动。所述电机324分别与所述电路板323和所述万向轮330连接。所述电机324用于为所述万向轮330提供动力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种内部损伤检测方法，其特征在于，包括：
确定待测物的待测截面，作所述待测截面的外接圆,将所述待测截面分为多个第一控制区域包括：
在所述待测截面作所述外接圆的多个同心圆，并作所述外接圆的多条直径；
所述多条直径与所述待测截面轮廓构成多个交点，每个直径通过的两个所述交点之间的线段、以及所述同心圆将所述待测截面划分为多个所述第一控制区域；
在所述外接圆设定多个测量点,选取任意两个所述测量点分别发射和接收超声脉冲，获取超声脉冲在任意两个所述测量点之间传播的时间；
所述多条直径和所述多个同心圆将所述外接圆分为多个第二控制区域；
计算所述第一控制区域的边长和半径的比值得到多个计算比例，其中，所述边长是每个直径对应的半径通过的所述交点和所述外接圆的圆心之间的线段，所述半径是对应于每个所述第一控制区域顺时针或者逆时针方向同侧的半径；
将任意两个所述测量点连直线，并测量所述直线通过的每个所述第二控制区域的测量距离；
通过所述计算比例和所述测量距离得到所述直线经过每个所述第一控制区域的声程；
根据所述任意两个所述测量点之间传播的时间和每个所述第一控制区域的声程得到所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度；
根据所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度判断所述待测物的内部缺陷。
2.如权利要求1所述的内部损伤检测方法，其特征在于，在所述确定待测物的待测截面，作所述待测截面的外接圆,将所述待测截面分为多个第一控制区域中，采集所述待测物的表面三维坐标，选择所述待测物的某一横截面的二维图像作为所述待测截面。
3.如权利要求1所述的内部损伤检测方法，其特征在于，所述根据所述脉冲在每个所述第一控制区域传输的速度判断所述待测物的内部缺陷包括：
选取多个所述待测截面进行测量，得到所述脉冲在多个所述待测截面内每个所述第一控制区域传输的速度，绘制所述脉冲在所述待测物内传播的三维速度云图；
根据所述脉冲在所述待测物内传播的三维速度云图判断所述待测物的内部缺陷。
4.一种内部损伤检测装置，应用于权利要求1-3任一项所述的内部损伤检测方法，其特征在于，包括：
超声检测装置(100)，用于发射和接收所述超声脉冲，并测量所述超声脉冲在两个所述测量点之间传播的时间；
换能器适配旋转装置(200)，与所述超声检测装置(100)连接，用于带动所述超声检测装置(100)对任意两个所述测量点进行测量；
机械行走装置(300)，与所述换能器适配旋转装置(200)连接，用于带动所述换能器适配旋转装置(200)移动。
5.如权利要求4所述的内部损伤检测装置，其特征在于，所述超声检测装置(100)包括：
第一单通道超声换能器(110)，用于发射所述超声脉冲；
第二单通道超声换能器(120)，用于接收所述超声脉冲；
测量模块(130)，分别与所述第一单通道超声换能器(110)和所述第二单通道超声换能器(120)连接，用于测量所述超声脉冲在两个所述测量点之间传播的时间。
6.如权利要求5所述的内部损伤检测装置，其特征在于，所述换能器适配旋转装置(200)包括：
轴承(210)，与所述机械行走装置(300)连接；
圆形轨道(220)，与所述轴承(210)连接，所述第一单通道超声换能器(110)和所述第二单通道超声换能器(120)设置在所述圆形轨道(220)内侧，并在所述圆形轨道内侧滑动，所述圆形轨道(220)在所述待测截面所在平面内进行转动；
驱动装置(230)，设置于所述圆形轨道(220)的外侧，用于为所述圆形轨道(220)提供旋转动力。
7.如权利要求6所述的内部损伤检测装置，其特征在于，所述机械行走装置(300)包括：
支架(310)，所述圆形轨道(220)设置于所述支架(310)的一端；
箱体(320)，设置于所述支架(310)的另一端；
万向轮(330)，设置于所述箱体(320)远离所述圆形轨道的一侧。
8.如权利要求4所述的内部损伤检测装置，其特征在于，所述换能器适配旋转装置(200)为环状结构。
9.如权利要求4所述的内部损伤检测装置，其特征在于，还包括遥控器，用于控制所述机械行走装置(300)的移动。
10.如权利要求6所述的内部损伤检测装置，其特征在于，所述圆形轨道(220)内侧设置卡扣(240)，所述卡扣(240)用于分别将所述第一单通道超声换能器(110)和所述第二单通道超声换能器(120)固定在所述圆形轨道(220)内侧。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104008553A (zh) * 2014-06-17 2014-08-27 武汉武大卓越科技有限责任公司 融合影像梯度方向直方图和分水岭方法的裂缝检测方法
CN104897778A (zh) * 2015-04-29 2015-09-09 安阳工学院 混凝土内部缺陷检测的断面网格射线平均声速法
CN105167807A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 上海爱声生物医疗科技有限公司 一种人体体内的超声检测方法、诊断仪及换能器
CN109283253A (zh) * 2018-11-28 2019-01-29 燕山大学 一种基于超声原理轻质陶瓷基多孔复合材料缺陷检测方法
CN110363767A (zh) * 2019-08-09 2019-10-22 中国特种设备检测研究院 一种轴类工件缺陷的网格化超声层析成像检测方法
CN111579646A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 中国地质大学（北京） 石质文物裂隙的原位、无损检测方法
CN113295772A (zh) * 2021-06-09 2021-08-24 吉林大学 基于超声漏兰姆波的薄壁管无损检测装置及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2182351A1 (en) * 2008-10-29 2010-05-05 National Research Council Of Canada Method and apparatus for ultrasonic characterization of scale-dependent bulk material heterogeneities

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104008553A (zh) * 2014-06-17 2014-08-27 武汉武大卓越科技有限责任公司 融合影像梯度方向直方图和分水岭方法的裂缝检测方法
CN104897778A (zh) * 2015-04-29 2015-09-09 安阳工学院 混凝土内部缺陷检测的断面网格射线平均声速法
CN105167807A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 上海爱声生物医疗科技有限公司 一种人体体内的超声检测方法、诊断仪及换能器
CN109283253A (zh) * 2018-11-28 2019-01-29 燕山大学 一种基于超声原理轻质陶瓷基多孔复合材料缺陷检测方法
CN110363767A (zh) * 2019-08-09 2019-10-22 中国特种设备检测研究院 一种轴类工件缺陷的网格化超声层析成像检测方法
CN111579646A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 中国地质大学（北京） 石质文物裂隙的原位、无损检测方法
CN113295772A (zh) * 2021-06-09 2021-08-24 吉林大学 基于超声漏兰姆波的薄壁管无损检测装置及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L. Merabet 等.The multi-mode plane wave imaging in the Fourier domain: Theory and applications to fast ultrasound imaging of cracks.《NDT and E International》.2020,第110卷全文. *
胡巧声 等.基于快反镜的工件表面质量和尺寸在线检测技术研究.《科技与创新》.2020,(第14期),全文. *
马锐 ; 施未来 ; .基于整体聚焦算法(TFM)的超声探测技术.舰船电子工程.(第02期),全文. *

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