CN116500140B - 超声检测的自动增益补偿方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料生产检测技术领域，尤其涉及一种超声检测的自动增益补偿方法、装置、设备及存储介质，包括如下步骤：制作不同深度下存在相同大小缺陷的若干个试块；将若干个试块通过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度，得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线；对波高曲线进行补偿，使波高曲线的波高在同一波高，并得到补偿曲线；检测时，将检测的波形叠加补偿曲线，得到增益波形；判断增益波形中波高是否超出设定阈值，若超出，则存在缺陷。本发明中，实现超声检测的自动增益补偿，不用考虑深度对波高带来的影响，即使缺陷位于碳板的底部，也可以明显的判断出来，提高超声检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料生产检测技术领域，尤其涉及一种超声检测的自动增益补偿方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
碳纤维作为一种先进的复合材料，在航空航天、核能设备、交通运输以及隐形武器等多种领域得到了广泛应用。碳纤维不但具有高比强度和高比模量、低热膨胀系数、耐高温、耐腐蚀、抗蠕变以及自润滑等一系列优异的性能，还具有纤维的柔性和可编织性等特点。为了进一步加强碳纤维的物理和化学性能，通常会将碳纤维与别的材质的板材或材料复合，从而达到增强性能的目的。
在碳板生产后，碳板内部可能存在空隙、裂缝等损伤，而肉眼无法观测，影响后续碳板的结构强度和使用，此时会对碳板进行超声波检测。在超声检测中，往往利用水浸的方法去进行检测，检测时会将超声探头放入水中，用水作为耦合剂，探头发射的超声波通过水进入到碳板内部，当碳板内部有缺陷的时候，超声波会反射回来，被超声波接收器接收到，从而通过板材内部反射回来的波形的波高，来判断是否板材内部存在缺陷。
但是由于超声波能量在板材内部的损耗过大，虽然有时候可以返回出来一定的波形，但是由于超声波能量已经存在了一定的损失，所以返回的缺陷波高不明显，并且随着板材的深度越大，反射回来的缺陷波高越低。因此当碳板内在底部出现一个缺陷，则是不容易被发现的。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种超声检测的自动增益补偿方法、装置、设备及存储介质，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种超声检测的自动增益补偿方法，包括如下步骤：
制作不同深度下存在相同大小缺陷的若干个试块；
将若干个所述试块通过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度，得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线；
对所述波高曲线进行补偿，使所述波高曲线的波高在同一波高，并得到补偿公式；
检测时，将检测的波形使用所述补偿公式进行补偿，得到增益波形；
判断所述增益波形中波高是否超出设定阈值，若超出，则存在缺陷。
进一步地，所述记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度中，每个试块的缺陷对应成一个点，所述点的横坐标为缺陷的深度，纵坐标为缺陷反射的波高大小。
进一步地，所述得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线前，通过拉格朗日插值法，对若干个点进行插值，使其插值为光滑曲线，得到所述波高曲线。
进一步地，所述补偿公式为：t=klog(1+h)，其中，h为原对应声程下的波高，k为补偿系数，t为经过变换后的波高。
进一步地，所述补偿系数k=a/h0，其中，a为设定的补偿后的波高曲线在同一波高时的波高值，h0为该补偿点在补偿前的波高值。
本发明还包括一种超声检测的自动增益补偿装置，包括：
若干试块，若干所述试块在不同深度下，存在相同大小的缺陷；
测试模块，所述测试模块用于将若干个所述试块通过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度，得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线；
补偿模块，所述补偿模块用于对所述波高曲线进行补偿，使所述波高曲线的波高在同一波高；
增益模块，所述增益模块用于在检测时，将检测的波形使用所述补偿公式进行补偿，得到增益波形；
判断模块，所述判断模块用于判断所述增益波形中波高是否超出设定阈值，若超出，则存在缺陷。
本发明还包括一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。
本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。
本发明的有益效果为：本发明通过先制作试块，试块在不同深度下存在相同大小的缺陷，试块的材质与碳板相同，然后将试块经过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，从而通过缺陷的深度，反映出超声波能量在碳板内随着深度的损失，深度越深，记录的缺陷的反射波高越小。所以需要对超声检测进行补偿，设定一个波高的值，使记录的缺陷在不同的深度反射的波高都处在这个波高值，然后在后续的检测中，将补偿曲线叠加在检测的波形上，实现超声检测的自动增益补偿，后续在判断是否存在缺陷时，只需要判断补偿后的增益波形，波高是否超出设定阈值，如果超出，则存在缺陷，不用考虑深度对波高带来的影响，即使缺陷位于碳板的底部，也可以明显的判断出来，提高超声检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明中记载的一些实施例，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为本发明方法的流程图；
图2为本发明装置的结构示意图；
图3为计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示：一种超声检测的自动增益补偿方法，包括如下步骤：
制作不同深度下存在相同大小缺陷的若干个试块；
将若干个试块通过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度，得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线；
对波高曲线进行补偿，使波高曲线的波高在同一波高，并得到补偿曲线；
检测时，将检测的波形叠加补偿曲线，得到增益波形；
判断增益波形中波高是否超出设定阈值，若超出，则存在缺陷。
通过先制作试块，试块在不同深度下存在相同大小的缺陷，试块的材质与碳板相同，然后将试块经过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，从而通过缺陷的深度，反映出超声波能量在碳板内随着深度的损失，深度越深，记录的缺陷的反射波高越小。所以需要对超声检测进行补偿，设定一个波高的值，使记录的缺陷在不同的深度反射的波高都处在这个波高值，就可以获得一个补偿曲线，然后在后续的检测中，实现超声检测的自动增益补偿，后续在判断是否存在缺陷时，只需要判断补偿后的增益波形，波高是否超出设定阈值，如果超出，则存在缺陷，不用考虑深度对波高带来的影响，即使缺陷位于碳板的底部，也可以明显的判断出来，提高超声检测的准确性。
在本实施例中，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度中，每个试块的缺陷对应成一个点，点的横坐标为缺陷的深度，纵坐标为缺陷反射的波高大小。
由于不同的试块的缺陷的深度不同，在测试后，能够得到若干个不同波高的波形，所以取缺陷的深度作为横坐标，缺陷波形的波高作为纵坐标，一个试块就对应一个点，若干个试块就可以得到若干个点，每个点反映的是在这个深度下，缺陷波形对应的波高。
得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线前，通过拉格朗日插值法，对若干个点进行插值，使其插值为光滑曲线，得到波高曲线。通过插值法，将这些点插值为光滑曲线，从而可以得到一个横坐标代表深度，纵坐标代表缺陷波形的波高曲线，由于超声波能量在碳板内部的损耗，所以波高曲线一般为递减的对数函数。
其中，补偿公式为：t=klog(1+h)，其中，h为原对应声程下的波高，k为补偿系数，t为经过变换后的波高。
补偿系数k=a/h0，其中，a为设定的补偿后的波高曲线在同一波高时的波高值，h0为该补偿点在补偿前的波高值。
由于在超声波的波形中，无法直接进行对数变换，所以对应的，需要对代表波高的点来进行变换，声程代表被测工件的厚度，比如将补偿后，将缺陷都对应成80db的波高，而在1mm处其采集的波高为h0，此时算出距离增益补偿系数为80/h0为1mm 下的增益补偿大小，此时需要算出对数变换之后的波高t=80/h0[log(1+ h0) ] （其中h0是对应的1mm下未经过补偿大波高）。用相同的方法对波高曲线中每个点都进行相应的对数变换，把相应的波高进行不同程度的补偿，最后方便于观测缺陷。
如图2所示，在本实施例中还包括一种超声检测的自动增益补偿装置，包括：
若干试块，若干试块在不同深度下，存在相同大小的缺陷；
测试模块，测试模块用于将若干个试块通过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度，得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线；
补偿模块，补偿模块用于对波高曲线进行补偿，使波高曲线的波高在同一波高；
增益模块，增益模块用于在检测时，将检测的波形使用补偿公式进行补偿，得到增益波形；
判断模块，判断模块用于判断增益波形中波高是否超出设定阈值，若超出，则存在缺陷。
请参见图3示出的本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。本申请实施例提供的一种计算机设备400，包括：处理器410和存储器420，存储器420存储有处理器410可执行的计算机程序，计算机程序被处理器410执行时执行如上的方法。
本申请实施例还提供了一种存储介质430，该存储介质430上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器410运行时执行如上的方法。
其中，存储介质430可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种超声检测的自动增益补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
制作不同深度下存在相同大小缺陷的若干个试块；
将若干个所述试块通过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度，得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线；
对所述波高曲线进行补偿，使所述波高曲线的波高在同一波高，并得到补偿公式；
检测时，将检测的波形使用所述补偿公式进行补偿，得到增益波形；
判断所述增益波形中波高是否超出设定阈值，若超出，则存在缺陷；
所述记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度中，每个试块的缺陷对应成一个点，所述点的横坐标为缺陷的深度，纵坐标为缺陷反射的波高大小；
所述得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线前，通过拉格朗日插值法，对若干个点进行插值，使其插值为光滑曲线，得到所述波高曲线；
所述补偿公式为：t=klog(1+h)，其中，h为原对应声程下的波高，k为补偿系数，t为经过变换后的波高，所述补偿系数k=a/h0，其中，a为设定的补偿后的波高曲线在同一波高时的波高值，h0为该补偿点在补偿前的波高值。
2.一种超声检测的自动增益补偿装置，其特征在于，使用如权利要求1中所述的方法，包括：
若干试块，若干所述试块在不同深度下，存在相同大小的缺陷；
测试模块，所述测试模块用于将若干个所述试块通过超声检测，记录缺陷反射的波高大小，对应缺陷的深度，得到不同深度下相同大小缺陷的波高曲线；
补偿模块，所述补偿模块用于对所述波高曲线进行补偿，使所述波高曲线的波高在同一波高；
增益模块，所述增益模块用于在检测时，将检测的波形使用所述补偿公式进行补偿，得到增益波形；
判断模块，所述判断模块用于判断所述增益波形中波高是否超出设定阈值，若超出，则存在缺陷。
3.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1中任一项所述的方法。
4.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1中任一项所述的方法。
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