[发明专利]一种基于波速修正的增材制造激光超声检测数据处理方法

权利要求书

1.一种基于波速修正的增材制造激光超声检测数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

【1】对超声波信号进行归一化、去趋势项、滤波预处理；

【2】超声波信号的波速修正；

【2.1】离线环境标定超声波信号的“温度-波速”曲线；

【2.1.1】在离线环境下用高温加热炉将增材制造样件加热到一定温度，测试不同温度下增材制件中超声波纵波、表面波的波速，得到一系列温度和相应波型的波速数据；

【2.1.2】采用多项式拟合方法对同种波型的温度、波速数据进行拟合，得到“温度-波速”曲线；

【2.2】实时采集检测点温度数据；

【2.3】将每一个检测点的A扫信号通过所述“温度-波速”曲线转化成“距离-幅值”表示；

【2.4】对“距离-幅值”表示的A扫信号进行升采样；

【3】特征增强与数据成像；

【3.1】采用希尔伯特包络算法对A扫信号进行特征增强；

【3.2】对特征增强后的A扫信号沿一扫查方向进行重组得到B扫图像，所述B扫图像能够识别新成形层任一纵截面的缺陷；

【3.3】取每一个A扫信号的峰值或者有效值，按照扫查位置数据进行重新排布，得到新成形层的C扫图像，所述C扫图像能够直观地识别新成形层内部缺陷的位置、大小以及深度；

【4】缺陷识别与反馈处理。

2.根据权利要求1所述的基于波速修正的增材制造激光超声检测数据处理方法，其特征在于：所述步骤【2.3】的具体步骤是：

将每个A扫信号的时间轴乘以该信号采集点温度对应的超声波波速，将A扫信号转换为“距离-幅值”表示。

3.根据权利要求1所述的基于波速修正的增材制造激光超声检测数据处理方法，其特征在于：所述步骤【2.4】的具体步骤是：

设常温T₀下采集得到的信号点数为N₀，在一温度T_x下通过波速修正得到的信号点数为N_x，则升采样系数k₁＝N₀/N_x，通过升采样处理后，温度T_x下的A扫信号点数也成为N₀。

4.根据权利要求1所述的基于波速修正的增材制造激光超声检测数据处理方法，其特征在于：所述步骤【1】的具体步骤是：

【1.1】将超声波信号波形除以超声波信号的强度值，进行归一化处理；

【1.2】采用多项式拟合的方法去除超声波信号的趋势项；

【1.3】采用带通滤波器对超声波信号进行滤波，得到超声表面波或纵波对应的频率范围内的信号。

5.根据权利要求1所述的基于波速修正的增材制造激光超声检测数据处理方法，其特征在于：所述步骤【4】的具体步骤是：

对B扫图像和C扫图像进行判断：

当新成形层中存在明显可见缺陷且难以修复时，终止增材制造过程并采用减材工艺去除新成形层材料，然后再继续进行增材制造；

当新成形层存在较小缺陷或者熔合不良时，采用重熔方式，修复已有缺陷；

当新成形层中存在微小缺陷时，实时调整增材制造工艺参数，优化新成形层质量；

若新成形层未见缺陷或者缺陷尺寸和数量满足许用值时，继续下一层的增材制造及检测。