[发明专利]一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法及系统装置

权利要求书

1.一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，所述方法包括：

布置于阶梯轴端面的N个传感器阵元相继激发，发射信号，所述N≥1；

所述N个传感器阵元接收反馈的N²个回波信号；

检测系统获取所述回波信号提取裂纹散射信号；

所述检测系统获取所述裂纹散射信号提取散射系数，生成散射系数矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述检测系统获取散射系数矩阵，提取衡量裂纹大小的参数。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，

所述检测系统获取所述回波信号提取裂纹散射信号的方法包括：

所述检测系统预设有参考信号x₀(t)，所述参考信号为阶梯轴无裂纹时所测回波信号，所述t为回报信号的时间，其t≤N²；

所述检测系统操作所述回波信号x_a(t)减去参考信号x₀(t)，即

s_a(t)＝x_a(t)-x₀(t)，

其差为裂纹散射信号s_a(t)，所述a为裂纹深度。

4.根据权利要求3所述的一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，所述检测系统获取所述裂纹散射信号提取散射系数，生成散射系数矩阵的方法包括：

所述检测系统获取所述裂纹散射信号s_a(t)的幅值作为散射系数值s_i,j，所述i为激发的阵元序数，且i≤N；j为接收的阵元序数，j≤N；

所述检测系统根据所述散射系数值s_i,j生成散射系数矩阵S，其中所述散射系数矩阵S的横坐标为激发的阵元序数，纵坐标为接收的阵元序数。

5.根据权利要求4所述的一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，所述检测系统获取散射系数矩阵，提取衡量裂纹大小的参数的方法包括：

所述检测系统获取散射系数矩阵S，提取散射系数矩阵S中最大散射系数值s_i,j为衡量裂纹大小的最大散射系数s_max，

s_max＝{s_i,j}。

6.根据权利要5所述的一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，所述检测系统获取散射系数矩阵，提取衡量裂纹大小的参数的方法还包括：所述检测系统获取散射系数矩阵，提取衡量裂纹大小的散射偏离度δ，所述散射偏离度δ表示最大散射系数s_max在散射系数矩阵S中所处位置偏离散射系数矩阵S主对角线中心的程度；

所述散射偏离度δ等于最大散射系数s_max在散射系数矩阵S中所处位置沿所述散射系数矩阵S主对角线方向与散射系数矩阵中心的距离d与主对角线长度D一半的比值，

δ＝d/(0.5D)×100％。

7.根据权利要6所述的一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，所述检测系统获取散射系数矩阵，提取衡量裂纹大小的参数的方法还包括：所述检测系统获取散射系数矩阵，提取衡量裂纹大小的散射宽度E，所述散射宽度E表示裂纹的散射程度；

所述检测系统操作散射系数矩阵S主对角线上散射系数值进行离差标准化归一化处理，生成直角坐标系，其所述直角坐标系的横坐标为阵元，所述直角坐标系的纵坐标为归一化散射系数值s_i,j；

所述散射宽度E为归一化散射系数值s_i,j对应的直角坐标系中曲线横跨的宽度。

8.根据权利要7所述的一种用于阶梯轴裂纹检测的超声阵列检测方法，其特征在于，所述散射宽度E设定为归一化散射系数值s_i,j为0.3-0.8时，对应的直角坐标系中曲线横跨的宽度。