[发明专利]一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置及方法

权利要求书

1.一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置，其特征在于，包括用于对待测钢骨架聚乙烯复合管(3)进行检查的超声相控阵检测仪(1)和相控阵线性阵列探头(2)；所述超声相控阵检测仪(1)包括计算机(4)、信号采集模块(5)与显示模块(6)，所述相控阵线性阵列探头(2)安置在待测钢骨架聚乙烯复合管(3)外表面，相控阵线性阵列探头(2)与超声相控阵检测仪(1)相连；计算机(4)与相控阵线性阵列探头(2)相连，相控阵线性阵列探头(2)与信号采集模块(5)相连，信号采集模块(5)与计算机(4)相连，计算机(4)与显示模块(6)相连；其中，所述相控阵线性阵列探头(2)为一维线阵探头，包含有64个晶片；

所述超声相控阵检测仪(1)的计算机(4)将相控阵线性探头(2)的64个晶片依次编号为1-64号，以每8个晶片分为一组依次进行激发超声波，当1-8号晶片开始激发超声波后，2-9号晶片为一组进行激发，以此类推，沿待测钢骨架聚乙烯复合管(3)轴向方向上各组晶片循环发射超声波信号，则在不移动相控阵线性阵列探头(2)的前提下，通过控制超声波信号在待测钢骨架聚乙烯复合管(3)管壁深度方向上进行不同角度的偏转及不同深度的聚焦，切换A扫与B扫两种线扫模式，最后，根据该超声波信号在待测钢骨架聚乙烯复合管(3)管壁内部传播时产生的缺陷回波信号，进行数据处理后形成B扫图像，同时保留在不同角度下的A扫波型信号；

所述计算机(4)在接收到两个线扫通道下形成的A扫波型信号及B扫图像后，计算在当前两个通道设置参数前提下的覆盖检测区域的相应空间范围；在两次覆盖区域中，针对同一空间位置上的两个波幅信号选取较大波幅信号作为该位置的声压幅值响应；最后，以此类推形成新的检测声场并经处理后形成新的B扫图像，并判断钢骨架聚乙烯复合管(3)的质量。

2.根据权利要求1所述的一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置，其特征在于，晶片频率为2MHz，晶片尺寸1mm×8mm。

3.根据权利要求1所述的一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置，其特征在于，相控阵线性阵列探头(2)与待测钢骨架聚乙烯复合管(3)轴向方向平行并引出导线，引出的导线与超声相控阵检测仪(1)相连。

4.根据权利要求1所述的一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置，其特征在于，所述超声相控阵检测仪(1)通过设置在计算机(4)内的FPGA(7)采用聚焦法则进行数据采集，并将采集数据通过A/D转换器(8)进行信号处理后提取有效信号，然后将有效信号通过PCI总线(9)进行图像融合处理后传输至显示模块(6)。

5.根据权利要求1所述的一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置，其特征在于，所述显示模块(6)包括有24位真彩显示屏、USB和以太网接口，用于检测结果的显示及输出。

6.一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测方法，其特征在于，首先根据待测钢骨架聚乙烯复合管(3)分别设置超声相控阵检测仪(1)的两个线扫通道的检测参数，其中两个通道设置为一定角度的线性扫查模式，角度偏转方向相反设置；其中，角度不超过20°；

在待测钢骨架聚乙烯复合管道(3)外表面检测面均匀涂抹上超声波耦合剂，将相控阵探头放置在已涂抹好耦合剂的检测面上，相控阵线性阵列探头(2)沿复合管轴向方向放置；

打开超声相控阵检测仪(1)的B扫模式，通过钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测技术，形成两角度线扫的融合B扫成像检测结果，根据B扫成像检测结果来对待测钢骨架聚乙烯复合管(3)质量做出评价；

通过钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测技术，形成两角度线扫的融合B扫成像检测结果的具体过程如下：

超声相控阵检测仪(1)将相控阵线性探头(2)的64个晶片依次编号为1-64号，以每8个晶片分为一组依次进行激发超声波，当1-8号晶片开始激发超声波后，2-9号晶片为一组进行激发，以此类推，沿待测钢骨架聚乙烯复合管(3)轴向方向上各组晶片循环发射超声波信号，在不移动相控阵线性阵列探头(2)的前提下，通过控制超声波信号在待测钢骨架聚乙烯复合管(3)管壁深度方向上进行不同角度的偏转及不同深度的聚焦，切换A扫与B扫两种线扫模式，最后，根据该超声波信号在待测钢骨架聚乙烯复合管(3)管壁内部传播时产生的缺陷回波信号，进行数据处理后形成B扫图像，同时保留在不同角度下的A扫波型信号；

计算机(4)在接收到两个线扫通道下形成的A扫波型信号及B扫图像后，计算在当前两个通道设置参数前提下的覆盖检测区域的相应空间范围；在两次覆盖区域中，针对同一空间位置上的两个波幅信号选取较大波幅信号作为该位置的声压幅值响应；最后，以此类推形成新的检测声场并经处理后形成融合B扫成像检测结果。