[发明专利]一种超声相控阵成像探伤强度标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声相控阵成像技术，尤其涉及一种超声相控阵成像探伤强度标定方法。

背景技术

在常规超声检测中，需要对超声灵敏度进行标定，通过标定结果，对比实际超声检测目标缺陷的回波强度，才能够得到超声检测目标缺陷的大小、形成等物理参数。常规超声通常利用一定距离的平底孔或平面反射来完成对特定超声换能器及系统的灵敏度的标定，然而对于超声相控阵，常规的标定方法无法使用。

由于采用超声相控阵换能器，不同角度和不同当量的裂纹缺陷等，所反映的超声后向散射强度不一样，需要一个有效的方法，对不同角度的等当量缺陷和相同角度的不同当量的缺陷进行归一化或标定，才能够利用超声相控阵实现对不同角度、不同当量的缺陷进行定量评估。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种超声相控阵成像探伤强度标定的方法，用于完成对不同角度、不同深度上的刻槽进行超声相控阵成像标定。

为实现上述目的，本发明提供了一种超声相控阵成像探伤强度标定方法，该方法利用超声相控阵系统和探伤试块，对探伤试块上不同角度和不同深度的刻槽进行标定，探伤试块上每隔一段水平距离具有一组深度不同的刻槽，刻槽的位置相对于超声相控阵系统具有不同的角度，不同组刻槽之间的水平间隔按照相控阵系统角度的要求设置，该方法包括以下步骤：根据相控阵系统对探伤试块上的刻槽进行探测，获取扫描线回波信号；根据对扫描线回波信号进行归一化处理，获取不同角度相同深度刻槽和相同角度不同深度刻槽的回波的强度标定结果；根据不同角度相同深度刻槽和所述相同角度不同深度刻槽的回波的强度标定结果对相控阵超声成像结果进行标定。

本发明可以完成对不同角度和不同深度表面上的刻槽进行超声像控阵成像标定，从而可以通过超声相控阵成像结果，对缺陷进行当量分析，定量评估缺陷大小，减少人员参与导致的主观检测问题，提高超声相控阵成像检测缺陷的检测率和检测效率。

附图说明

图1为本发明实施例中的刻槽试块图；

图2为本发明实施例中相控阵系统安装成像示意图；

图3为本发明实施例提供的一种超声相控阵成像探伤强度标定方法流程图；

图4为角度-相对散射强度曲线示意图；

图5为深度尺寸-相对散射强度曲线示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的一种超声相控阵成像探伤强度标定方法是利用超声相控阵系统和专门制作的试块，对不同角度和不同深度的刻槽进行标定。

以下根据需要探测的目标物体，制作试块。图1为本发明实施例中的钢制刻槽试块图，如图1所示，在试块的一端制作不同深度的刻槽。由于超声相控阵成像探伤系统需要检测的缺陷深度在0.1mm至5mm范围，所以需要在这个深度范围内进行制作刻槽。为了能够对较小裂纹进行探测，主要制作深度在0.1mm至1mm之间的刻槽，其刻槽深度步进为0.2mm，刻槽之间的水平间隔为2mm，把深度从0.1mm到1mm的刻槽归为一组，然后每隔15mm，重复制作。试块的高度根据探伤目标物体的高度进行制作，优选地，试块采用高度为180mm的矩形试块。

试块制作好后，利用超声相控阵系统对试块进行成像。图2为本发明实施例中相控阵系统安装成像示意图，如图2所示，超声相控阵系统的探测角度为30°-70°，试块的长度可以根据试块的高度和最大的探测角度计算得到。探测区域需要覆盖相对于相控阵系统具有不同角度的所有刻槽，并且深度种类齐全。

图3为本发明实施例提供的一种超声相控阵成像探伤强度标定方法流程图。如图3所示，该方法包括步骤301-303：

在步骤301，根据相控阵系统对探伤试块上的刻槽进行探测，获取扫描线回波信号。

具体地，超声相控阵系统发射超声纵波，通过楔块（有机玻璃制作，功能是使纵波斜入射）将入射超声纵波转换为横波，利用横波对试块中的刻槽进行探测，获取不同角度的所有刻槽的扫描线回波信号，从而得到不同角度和不同刻槽深度的标定曲线。

需要说明的是，本发明实施例不仅仅适用于横波，同样适用于超声相控阵纵波成像。横波能够探测的角度范围相对较大，所以本发明实施例以横波探测为例进行说明。

在步骤302，根据对扫描线回波信号进行归一化处理，获取不同角度相同深度刻槽和相同角度不同深度刻槽的回波的强度标定结果。