[发明专利]轴类零件径向超声自动探伤缺陷识别方法

权利要求书

1.一种轴类零件径向超声自动探伤缺陷识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：制作缺陷判定曲线：首先选用直径为d₀的试块轴（2），所述的试块轴（2）包括至少三个沿试块轴（2）径向方向深度分别为h₁，h₂，……，h_n的标定平底孔（21），孔径均为Φ，采用相同的超声波探头、耦合提离距离和相同的增益值测量得到每个标定平底孔（21）的声程分别为x₁，x₂，……，x_n，波高分别为E₁，E₂，……，E_n，采用曲线拟合的方法得到缺陷判据曲线，n为大于等于3的正整数；

步骤2：超声螺旋线扫描：使待探轴类零件绕轴心匀速旋转，超声波探头在待探轴类零件表面沿轴向方向匀速运动，通过超声波信号采集单元（11）重复发射并接收超声信号，所述的匀速旋转角速度ω<2Φf/kd，其中，f为所述的超声波探头重复发射接收超声信号的重复频率，k为缺陷重复探测次数，d=d₀为待探轴类零件的直径；

步骤3：缺陷初步判定：利用缺陷初步判定单元（12），采用步骤1制作的缺陷判据曲线，对所有通过超声信号采集单元（11）采集到的超声回波信号进行初步判定，对所有波高超过缺陷判据曲线的缺陷波形信号进行记录，所记录到的缺陷波信号数量为N，对其中每一个缺陷波信号记录其采集时刻的探头中心位置距离轴端面的距离L_i和轴类零件的旋转角度θ_i，其中i为小于等于N的正整数；

步骤4：缺陷特征识别：记录每个缺陷波信号的最高峰值E_i1和缺陷波中心位置处缺陷判据曲线的高度E_i2，然后计算缺陷当量A_i=20log₁₀(E_i1/E_i2)，记录缺陷波信号的声程为x_i，然后计算缺陷在轴类零件内的半径位置R_i=|d-x_i|/2，探头中心位置L_i，轴类零件的旋转角度θ_i，保存所得信息为缺陷特征向量α_i=（L_i，A_i，R_i，θ_i），其中0<i≤N；

步骤5：计算缺陷间特征距离：通过缺陷特征计算器（13）对步骤4中保存的N个缺陷特征向量α_i（0<i≤N）计算任意两个特征向量之间的特征距离，C(i,j)=(ΔL_(i,j)，ΔA_(i,j)，ΔR_(i,j)，Δθ_(i,j))，其中ΔL_(i,j)=|L_i-L_j|，ΔA_(i,j)=|A_i-A_j|，ΔR_(i,j)=|R_i-R_j|，Δθ_(i,j)=|sin(θ_i-θ_j)|，(0<i≤N，0<j≤N，i≠j)；

步骤6：去除脉冲噪声：设L₀为缺陷特征距离相似阈值，A₀为缺陷当量相似阈值，R₀为缺陷在轴类零件内的半径位置相似阈值，θ₀为旋转角度相似阈值，利用脉冲噪声抑制单元组件（14）将所有缺陷特征向量α_i（0<i≤N）按照如下规则分类到不同的集合Q_k(0<k≤M)中，其中M是可以分类的集合数：对于任意集合Q_k，该集合中的任意两个缺陷特征向量a_i与a_j之间的特征距离应该同时符合ΔL_(i,j)≤L₀，ΔA_(i,j)≤A₀，ΔR_(i,j)≤R₀和Δθ_(i,j)≤θ₀的缺陷特征向量分类到M个集合Q_k(0<k≤M)中，去除与已记录的其他N-1个任意缺陷特征向量均不符合ΔL_(i,j)≤L₀，ΔA_(i,j)≤A₀，ΔR_(i,j)≤R₀和Δθ_(i,j)≤θ₀的缺陷特征向量；

步骤7：合并缺陷集合：通过缺陷集合归并单元（15），对从步骤6计算得到的M个集合Q_k(0<k≤M)中按照缺陷当量值最大的缺陷信号作为集合的归并结果，即识别到的第k个有效缺陷信号。