CN117129575B - 一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声检测技术领域,尤其涉及一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法。采用如下技术方案:先获取0号探头和1号探头灵敏度的差值,然后获取GHT‑1a试块上1~5号平底孔的灵敏度并进行0号探头和1号探头的校准统一,接着进行线性插值,最后再根据通道的实际发射探头进行还原,最终得到各个通道的灵敏度补偿值。有益效果在于:利用1~5号孔的实际深度进行线性插值,同时根据0号探头和1号探头的灵敏度差异进行校准统一,可消除实际孔深与理论深度不一致以及因采用不同发射探头造成的误差,从而有效提高各个通道灵敏度计算的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及超声检测技术领域,尤其涉及一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法。
背景技术
串列式矩阵超声扫查设备是一种由多个探头固定组合形成的扫查设备,其利用前两个探头发射超声信号,由后面多个探头接收超声信号,使得所有探头的组合能覆盖整个焊缝垂直面,通过水平移动串列式矩阵超声扫查设备对焊缝区域进行缺陷检测。由于不同的发射接收探头的组合(即收发通道,可简称为通道)检测的深度不同,灵敏度也不一致,若对所有通道均采用同一增益值,则可能导致某些通道的灵敏度过高或过低导致对缺陷检测不准确的问题。目前对各个通道灵敏度的计算获取,是利用GHT-1a试块上1~5号平底孔分别获取检测到1~5号平底孔的通道的灵敏度,并通过线性差值的方式得到其余通道的灵敏度。而在实际操作过程中,通过上述方法获得的灵敏度存在较大的误差,影响缺陷检测的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法,具体在于提供一种对常规计算各个通道灵敏度进行校准和补偿以提高灵敏度准确性的计算方法。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法,包括如下步骤:
S01、先分别获取串列式矩阵超声扫查设备0号探头和1号探头的灵敏度值,用1号探头的灵敏度值减去0号探头的灵敏度值得到0号探头和1号探头的灵敏度差值∆dB。
S02、依次获取GHT-1a试块上1~5号平底孔的灵敏度,具体的,通过串列式矩阵超声扫查设备的通道0→9获取GHT-1a试块上孔深为d1的1号平底孔的灵敏度dB1,通过通道1→8获取孔深为d2的2号平底孔的灵敏度dB2,通过通道0→5获取孔深为d3的3号平底孔的灵敏度dB3,通过通道1→3获取孔深为d4的4号平底孔的灵敏度dB4,通过通道0→1获取孔深为d5的5号平底孔的灵敏度dB5。
S03、根据步骤S01中计算得到的0号探头和1号探头的灵敏度差值∆dB,对步骤S02中获取的1~5号平底孔的灵敏度进行校准,将1~5号平底孔中以0号探头为发射探头的通道获取灵敏度的平底孔,即1号平底孔、3号平底孔和5号平底孔的灵敏度值加上∆dB,以此得到校准后的1~5号平底孔的灵敏度。
S04、根据1~5号平底孔的深度以及步骤S03中得到的校准后的1~5号平底孔的灵敏度,利用线性插值的方式,结合串列式矩阵超声扫查设备各个通道的理论探查深度计算各个通道的灵敏度补偿值;其中,以0号探头为发射探头的通道的灵敏度补偿值为经线性差值后得到的灵敏度值减去∆dB。
具体的,步骤S01中获取0号探头和1号探头的灵敏度时,使用串列式矩阵超声扫查设备的0号探头以单收发模式在GHT-5试块上的6号横通孔上获取0号探头的灵敏度;使用1号探头以单收发模式在GHT-5试块上的6号横通孔上获取1号探头的灵敏度。
在另一种方案中,步骤S01中获取0号探头和1号探头的灵敏度时,使用串列式矩阵超声扫查设备的通道0→5在GHT-1a试块的3号平底孔上获取0号探头的灵敏度,使用通道1→5在GHT-1a试块的3号平底孔上获取1号探头的灵敏度。
具体的,步骤S04中,计算各个通道的灵敏度补偿值时,采用如下方法进行计算:①当通道的理论深度Depth=di(i=1,2,3,4,5)时,该通道的灵敏度补偿值为dBi;②当通道的理论深度Depth<d1时,该通道的灵敏度补偿值为dB1;③当通道的理论深度Depth>d5时,该通道的灵敏度补偿值为dB5;④当通道的理论深度di<Depth<di+1(i=1,2,3,4)时,对于以0号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=1,3)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi-∆dB)+dBi-∆dB,对于以0号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=2,4)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi+∆dB)+dBi-∆dB,对于以1号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=1,3)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi-∆dB)+dBi,对于以1号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=2,4)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi+∆dB)+dBi。
本发明的有益效果在于:根据GHT-1a试块上1~5号平底孔的深度选择对应的收发通道进行灵敏度的获取,获取到的灵敏度根据1~5号孔的实际深度进行线性插值,得到各个收发通道的灵敏度补偿值,同时,在进行线性插值前,还结合检测到的0号探头和1号探头的灵敏度差值进行校准,消除因采用不同发射探头造成的误差,经过线性插值后,再根据实际发射探头进行还原,从而有效提高各个通道灵敏度计算的准确性。
附图说明
附图1为采用常规灵敏度计算方法进行灵敏度计算的坐标图;
附图2为采用本实施例的灵敏度计算方法进行灵敏度计算的坐标图;
附图3为采用常规灵敏度计算方法获取的灵敏度补偿值后对GHT-1a试块上5个平底孔进行检测的检测结果图;
附图4为采用本实施例的灵敏度计算方法计算得到的各个通道的灵敏度数值;
附图5为采用本实施例的灵敏度计算方法得到的各个通道的灵敏度补偿值后对GHT-1a试块上5个平底孔进行检测的检测结果图。
实施方式
实施例1,一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法,包括如下步骤:
S01、先分别获取串列式矩阵超声扫查设备0号探头和1号探头的灵敏度值,用1号探头的灵敏度值减去0号探头的灵敏度值得到0号探头和1号探头的灵敏度差值∆dB。
S02、依次获取GHT-1a试块上1~5号平底孔的灵敏度,具体的,通过串列式矩阵超声扫查设备的通道0→9获取GHT-1a试块上孔深为d1的1号平底孔的灵敏度dB1,通过通道1→8获取孔深为d2的2号平底孔的灵敏度dB2,通过通道0→5获取孔深为d3的3号平底孔的灵敏度dB3,通过通道1→3获取孔深为d4的4号平底孔的灵敏度dB4,通过通道0→1获取孔深为d5的5号平底孔的灵敏度dB5。获取试块上平底孔的灵敏度时,是采用常规的灵敏度获取方法,即,先选取检测通道,移动扫查设备使该检测通道对准要进行检测的平底孔,左右移动微调扫查设备,使得当前超声回波为最大值,固定扫查设备并调节增益值使得超声回波为最大值的80%,此时的增益值即为该该平底孔的灵敏度。
S03、根据步骤S01中计算得到的0号探头和1号探头的灵敏度差值∆dB,对步骤S02中获取的1~5号平底孔的灵敏度进行校准,将1~5号平底孔中以0号探头为发射探头的通道获取灵敏度的平底孔,即1号平底孔、3号平底孔和5号平底孔的灵敏度值加上∆dB,以此得到校准后的1~5号平底孔的灵敏度。
S04、根据1~5号平底孔的深度以及步骤S03中得到的校准后的1~5号平底孔的灵敏度,利用线性插值的方式,结合串列式矩阵超声扫查设备各个通道的理论探查深度计算各个通道的灵敏度补偿值;其中,以0号探头为发射探头的通道的灵敏度补偿值为经线性差值后得到的灵敏度值减去∆dB。
以下将结合在轨道焊缝探伤中常规使用的串列式矩阵超声扫查设备对上述灵敏度计算方法进行详细说明,其中,串列式矩阵超声扫查设备包含0~9号探头,其发射接收组合通道包括0号探头发射,1~9号探头接收,1号探头发射,2~9号探头接收,总共17个通道,各个通道覆盖的范围为10mm,该覆盖的范围是以通道的理论深度为中心,分别向上和向下拓展5mm得到的。以下表格为各个通道检测的理论深度以及用于灵敏度测算的GHT-1a试块上1~5号平底孔的深度。
参照图1,在常规的灵敏度测算过程中,是直接将0→9、1→8、0→5、1→3、0→1通道对1~5号平底孔获取的灵敏度作为对应通道的灵敏度补偿值,并以此为基础进行线性插值,计算得到其余不同理论深度的通道的灵敏度补偿值。
从以上表格中可以得知,除了4号平底孔和5号平底孔的深度与对应检测通道的理论深度一致外,1~3号平底孔的深度均与对应检测通道的理论深度不一致,这就导致常规灵敏度测算时经线性插值得到的灵敏度补偿值出现一定的偏差,同时,不同通道的发射探头不同,分为0号探头作为发射探头和1号探头作为发射探头的通道,由于0号探头和1号探头存在差异性,直接利用对1~5号平底孔获取的灵敏度进行线性插值,会导致误差的进一步扩大。
参照图2,本实施例中采用的灵敏度计算方法,先通过获取0号探头和1号探头的灵敏度,以计算0号探头和1号探头灵敏度的差值∆dB,在进行线性插值前,先对获取到的1~5号平底孔的灵敏度进行校准,消除因不同发射探头导致的误差,具体的,本实施例是将以0号探头作为发射探头获取的平底孔的灵敏度加上∆dB,使其与以1号探头作为发射探头获取的平底孔的灵敏度保持一致,然后再进行线性插值,同时,在进行线性插值时,是根据1~5号平底孔的实际深度而非获取该灵敏度的通道的理论深度进行计算,由于其中以0号探头作为发射探头的通道是按照1号探头作为发射探头为标准,因此在进行线性插值后,再将以0号探头作为发射探头的通道的灵敏度减去∆dB得到该通道的灵敏度补偿值。同上以上校准补偿,计算得到后的各个通道的灵敏度补偿值更加准确。同样的,对获取到的1~5号平底孔的灵敏度进行校准时,也可以将以1号探头作为发射探头获取的平底孔的灵敏度减去∆dB,对应的,在进行线性插值后,则将以1号探头作为发射探头的通道的灵敏度加上∆dB得到该通道的灵敏度补偿值。
具体的,上述步骤S01中获取0号探头和1号探头的灵敏度时,有两种方式可选择,第一种是使用串列式矩阵超声扫查设备的0号探头以单收发模式在GHT-5试块上的6号横通孔上获取0号探头的灵敏度;使用1号探头以单收发模式在GHT-5试块上的6号横通孔上获取1号探头的灵敏度。获取0号探头和1号探头的灵敏度时,参考上述步骤S02中的获取方法,以获取0号探头灵敏度为例,选取0号探头在单收发模式下(即0号探头发射,0号探头接收)对准GHT-5试块上的6号横通孔进行检测,左右移动扫查设备使得超声回波最大值,调节增益值使超声回波降为最大值的80%,该增益值即为0号探头的灵敏度。1号探头的灵敏度获取也同样采用上述方式。
第二种获取0号探头和1号探头的灵敏度的方式,是使用串列式矩阵超声扫查设备的通道0→5在GHT-1a试块的3号平底孔上获取0号探头的灵敏度,使用通道1→5在GHT-1a试块的3号平底孔上获取1号探头的灵敏度。使用该方式获取0号探头和1号探头灵敏度的具体方法也与上述获取方法一致,在此不做赘述。
具体的,在上述步骤S04中,计算各个通道的灵敏度补偿值时,为了便于利用计算机进行快速计算,可采用如下方法进行计算:①当通道的理论深度Depth=di(i=1,2,3,4,5)时,该通道的灵敏度补偿值为dBi;②当通道的理论深度Depth<d1时,该通道的灵敏度补偿值为dB1;③当通道的理论深度Depth>d5时,该通道的灵敏度补偿值为dB5;④当通道的理论深度di<Depth<di+1(i=1,2,3,4)时,对于以0号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=1,3)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi-∆dB)+dBi-∆dB,对于以0号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=2,4)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi+∆dB)+dBi-∆dB,对于以1号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=1,3)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi-∆dB)+dBi,对于以1号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1(i=2,4)时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi+∆dB)+dBi。
本实施例分别采用常规计算灵敏度的方法和采用本实施例计算灵敏度的方法获取各个通道的灵敏度,并分别对GHT-1a试块上5个平底孔进行扫查检测得到检测结果图。其中,图3为采用常规灵敏度计算方法获取的灵敏度补偿值后对GHT-1a试块上5个平底孔进行检测的检测结果图,从图中可以看出,距离较近的孔容易出现连在一起的问题,如4号孔和5号孔无法分离开。图4为采用本实施例的灵敏度计算方法计算得到的各个通道的灵敏度数值,利用该数值,得到图5为采用本实施例的灵敏度计算方法得到的各个通道的灵敏度补偿值后对GHT-1a试块上5个平底孔进行检测的检测结果图,与图3对比可以明显看出,被检测的5个孔能准确分离,各个孔的大小也较为统一,可知利用本实施例计算得到的灵敏度补偿值更为准确,扫查结果也更为精准。
当然,以上仅为本发明较佳实施方式,并非以此限定本发明的使用范围,故,凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法,其特征在于,包括如下步骤:
S01、先分别获取串列式矩阵超声扫查设备0号探头和1号探头的灵敏度值,用1号探头的灵敏度值减去0号探头的灵敏度值得到0号探头和1号探头的灵敏度差值∆dB,
S02、依次获取GHT-1a试块上1~5号平底孔的灵敏度,具体的,通过串列式矩阵超声扫查设备的通道0→9获取GHT-1a试块上孔深为d1的1号平底孔的灵敏度dB1,通过通道1→8获取孔深为d2的2号平底孔的灵敏度dB2,通过通道0→5获取孔深为d3的3号平底孔的灵敏度dB3,通过通道1→3获取孔深为d4的4号平底孔的灵敏度dB4,通过通道0→1获取孔深为d5的5号平底孔的灵敏度dB5;
S03、根据步骤S01中计算得到的0号探头和1号探头的灵敏度差值∆dB,对步骤S02中获取的1~5号平底孔的灵敏度进行校准,将1~5号平底孔中以0号探头为发射探头的通道获取灵敏度的平底孔,即1号平底孔、3号平底孔和5号平底孔的灵敏度值加上∆dB,以此得到校准后的1~5号平底孔的灵敏度;
S04、根据1~5号平底孔的深度以及步骤S03中得到的校准后的1~5号平底孔的灵敏度,利用线性插值的方式,结合串列式矩阵超声扫查设备各个通道的理论探查深度计算各个通道的灵敏度补偿值;其中,以0号探头为发射探头的通道的灵敏度补偿值为经线性插值后得到的灵敏度值减去∆dB;具体采用如下方法进行计算:
①当通道的理论深度Depth=di,其中i=1,2,3,4,5时,该通道的灵敏度补偿值为dBi;②当通道的理论深度Depth<d1时,该通道的灵敏度补偿值为dB1;③当通道的理论深度Depth>d5时,该通道的灵敏度补偿值为dB5;④当通道的理论深度di<Depth<di+1,其中i=1,2,3,4时,对于以0号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1,其中i=1,3时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi-∆dB)+dBi-∆dB,对于以0号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1,其中i=2,4时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi+∆dB)+dBi-∆dB,对于以1号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1,其中i=1,3时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi-∆dB)+dBi,对于以1号探头为发射探头的通道,且di<Depth<di+1,其中i=2,4时,该通道的灵敏度补偿值为(Depth-di)/(di+1-di)*(dBi+1-dBi+∆dB)+dBi。
2.根据权利要求1所述的一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法,其特征在于:所述步骤S01中获取0号探头和1号探头的灵敏度时,使用串列式矩阵超声扫查设备的0号探头以单收发模式在GHT-5试块上的6号横通孔上获取0号探头的灵敏度;使用1号探头以单收发模式在GHT-5试块上的6号横通孔上获取1号探头的灵敏度。
3.根据权利要求1所述的一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法,其特征在于:所述步骤S01中获取0号探头和1号探头的灵敏度时,使用串列式矩阵超声扫查设备的通道0→5在GHT-1a试块的3号平底孔上获取0号探头的灵敏度,使用通道1→5在GHT-1a试块的3号平底孔上获取1号探头的灵敏度。
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- 2023-10-27 CN CN202311409464.3A patent/CN117129575B/zh active Active
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