[发明专利]一种用于超声平面扫描成像的系统及方法

说明书

本发明提供一种用于超声平面扫描成像的系统及方法，超声数据采集单元包括超声换能器和超声探伤仪，超声探伤仪在恒定时间以恒定频率采集超声数据；空间成像采集单元包括空间参考特征点单元、扫查定位点单元和空间成像单元，空间参考特征点单元固定于工件周围，空间参考特征点单元包括参考特征元件；扫查定位点单元安装在超声换能器上，扫查定位点单位包括定位特征元件，空间成像单元的相对位置与工件保持不变，通过空间成像单元捕捉参考特征元件和定位特征元件；本发明减少平面扫查现场布置的复杂度，将提供空间信息的成像数据与提供工件内部质量信息的超声成像数据融合，减少现场实施中易出现的数据丢失等问题，降低实施难度。

技术领域

本发明涉及超声扫描成像领域，尤其涉及一种用于超声平面扫描成像的系统及方法。

背景技术

超声扫描成像因其结果直观而在当前工业检测中得到了越来越多的应用，在超声扫描成像中，通常包含示教、扫查、数据采集与数据重构与显示等多个环节。

其中，示教过程往往是基于预知的信息，如工件的尺寸，对扫查过程进行定义；而扫查过程则是对工件的带检测区域进行探头与工件的相对运动，从而实现超声对预定区域的覆盖。

在这一过程中，通常使用编码器获得运动的相对位置，并将位置信息转化成脉冲信号从而驱动超声仪器，使其产生超声波信号。

在这一过程中，无论是使用伺服电机与编码器的自动/半自动扫查方式，或是使用有拉线式和磁性滚轮式编码器的手动扫查方式，往往都存在实施困难，装置庞大等问题，特别是在使用编码器进行手工扫查成像时往往存在配合不紧密，容易出现滑动或编码丢失等问题，严重影响成像质量，从而导致现场扫查时不得不进行重复的数据采集来确保成像质量。

使用编码器为扫查成像提供基本的空间几何信息这一方式存在一定的局限性，这一定程度上制约了扫查成像技术的应用与推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于超声平面扫描成像的系统及方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于超声平面扫描成像的系统，其特征在于，包括超声数据采集单元、空间成像采集单元及平面扫查成像数据融合处理系统，

所述超声数据采集单元包括超声换能器和超声探伤仪，所述超声探伤仪在恒定时间以恒定频率采集超声数据；

所述空间成像采集单元包括空间参考特征点单元、扫查定位点单元和空间成像单元，所述空间参考特征点单元固定于工件周围，所述空间参考特征点单元包括参考特征元件；

所述扫查定位点单元安装在超声换能器上，所述扫查定位点单元与空间成像单元配合，所述扫查定位点单位包括定位特征元件，所述空间成像单元的相对位置与工件保持不变，通过所述空间成像单元捕捉参考特征元件和定位特征元件。

进一步地，所述超声换能器和扫查定位点单元位于同一机壳中，所述超声换能器位于扫查定位点单元的下层。

一种用于超声平面扫描成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将工件平整的摆放在待检区域内；

步骤S2、布置参考特征元件、空间参考点，启动超声换能器和扫查定位点单元；

步骤S3、布置空间成像单元，将空间成像单元固定于形心正上方；

步骤S4、进入平面扫查成像数据融合处理系统，手动校准空间参考点，自动捕捉参考特征元件，进行位置、距离的换算以及自相关计算；

步骤S5、基于扫查速度下的采样频率插值函数，综合超声数据的采样频率与空间成像捕捉频率差异，将超声检测数据与空间坐标信息进行插值；

步骤S6、根据融合后的平面扫查数据矩阵，使超声数据与空间坐标信息一一对应。

进一步地，所述步骤S3包括，对平面扫查成像数据融合处理系统进行参数选择和初始化。