[发明专利]一种基于激光超声B扫查的定位缺陷方法

说明书

一种基于激光超声B扫查的定位缺陷方法，在金属材料表面进行B扫查，获取B扫信号；对B扫信号进行预处理后分解为不同的频带，并提取纵波缺陷回波的波峰时刻，获得每个扫查点纵波的传播路程；以激励激光点与接收激光点为椭圆两焦点，以纵波传播路程为椭圆长轴，绘制n个椭圆；求解相邻椭圆交点，并将交点按顺序相连，得到缺陷的轮廓及缺陷位置坐标。本发明以具有内部缺陷的金属材料为目标验证对象，借助激光超声检测平台，通过B扫查的方式利用纵波检测其某一纵切面内的内部缺陷，辅以信号降噪及特征提取等手段，实现对B扫信号的重构，从检出缺陷的形状、大小及位置等信息，达到缺陷的可视化定量识别的目的。

技术领域

本发明涉及激光超声波检测技术领域，具体涉及一种基于激光超声B扫查的定位缺陷方法。

背景技术

激光超声技术利用激光脉冲在被检测工件中激发超声波，并用激光束探测超声波的传播,从而获取工件信息，比如工件厚度、内部及表面缺陷，材料参数等等。其接合了超声检测的高精度和光学检测非接触的优点，相比较传统超声更适用于高温、高压、强腐蚀等严苛的工作环境及自动化的检测过程，现已成为无损检测领域的重要手段。

由于激光超声波检测缺陷时不同激发模式激发的超声波信号的传播特点以及应用场合不同，激光超声波检测缺陷可以分为单点激发模式(A扫)、线扫描模式(B扫)、面扫描模式(C扫)下的激光超声缺陷检测。其中B扫相较于A扫可检测缺陷的更多信息，相较于C扫具有更好的实时性及更高的检测效率，但其结果形式为多个A扫信号的堆叠，无法直观体现缺陷的位置、形状及大小等信息。

发明内容

本发明目的是提供一种基于激光超声B扫查的定位缺陷方法，其结果相比较B扫原始信号更直观，可实现缺陷定位定形。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于激光超声B扫查的定位缺陷方法，包括以下步骤：

1)在金属材料表面进行B扫查，获取B扫信号；

2)对B扫信号进行预处理，得到预处理后的信号；

3)将预处理后的信号分解为不同的频带，并提取纵波缺陷回波的波峰时刻；

4)根据缺陷回波的波峰时刻获得每个扫查点纵波的传播路程；

5)以激励激光点与接收激光点为椭圆两焦点，以每个扫查点纵波的传播路程为椭圆长轴，绘制n个椭圆；

6)求解相邻椭圆交点，得到交点Q_i(x_Qi,y_Qi)，i＝1,2,…,n，按i从小到大的顺序将交点Q_i(x_Qi,y_Qi)相连，得到缺陷的轮廓及缺陷位置坐标。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，采用激励激光与接收激光等间距同时移动的方式在金属材料表面进行B扫查，获取B扫信号。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，对B扫信号进行时域平均、带通滤波及去除延迟预处理，得到预处理后的信号。

本发明进一步的改进在于，步骤4)中，将纵波缺陷回波的波峰时刻乘以金属材料中纵波波速，获得每个扫查点纵波的传播路程。

本发明进一步的改进在于，步骤5)中，椭圆的表达式如下：

式中，f为激光收发距离，s为扫查步长，i为扫查点序号(扫查点数量是n)，a_i为半长轴，b_i为半短轴。