[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

说明书

一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置及方法，超声相控阵检测仪和相控阵线性阵列探头；超声相控阵检测仪包括计算机、信号采集模块与显示模块，相控阵线性阵列探头与超声相控阵检测仪相连；计算机与相控阵线性阵列探头相连，相控阵线性阵列探头与信号采集模块相连，信号采集模块与计算机相连，计算机与显示模块相连；通过设置两个线扫通道并在检测过程中快速切换形成两个B扫图像，然后经过计算机处理后形成新的融合B扫图像，并保留相关A扫信号。根据检测成像结果，实现对钢骨架聚乙烯复合管快速高效的在线实时成像检测，并从检测技术上极大改善检测盲区问题。同时，还可以对钢骨架聚乙烯复合管管壁内部缺陷进行定位分析和数据保存等操作。

技术领域

本发明涉及一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置及方法，能够针对该种复杂结构的管道管体进行超声相控阵成像检测，属于超声波无损检测技术领域。

背景技术

钢骨架聚乙烯塑料复合管是以低碳钢丝为增强相，以高密度聚乙烯(HDPE)为基体，通过对钢丝点焊成网与塑料挤出填注同步进行，在生产线上连续挤出成型的双面防腐压力管道。聚乙烯通过金属网孔连接在一起，管体结构类似于钢筋混凝土。国内外对无钢骨架的PE管焊接接头超声检测和相控阵超声检测技术研究比较多，但大多只论证了PE管材料、电熔焊或热熔焊焊接接头的超声相控阵检测的可行性；而钢骨架聚乙烯复合管是工程应用管道的新兴产品，加之管体结构复杂，常规无损检测方法难以应用，没有成熟的无损检测技术和工艺。

参见图2，钢骨架聚乙烯复合管3包括PE材料12，PE材料12中设置有轴向钢骨架11，轴向钢骨架11外侧设置有周向钢骨架10。

与普通聚乙烯管材相比，钢骨架聚乙烯复合管的成型工艺复杂，钢丝点焊成网与塑料挤出填注同步进行，因此管体出现质量缺陷的几率增大，所以十分有必要对其进行无损检测；另一方面，钢骨架聚乙烯复合管的结构复杂，如果使用常规的超声波相控阵技术进行无损检测，则管体中存在的轴向和周向钢丝骨架会对超声波造成强反射，进而形成很大的检测盲区，如图3和图4所示，因此依靠常规技术手段无法实现无损检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置及方法，该方法基于相控阵延时聚焦偏转技术以及两角度融合线扫成像技术，针对钢骨架聚乙烯复合管进行一次性超声快速成像检测。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种钢骨架聚乙烯复合管相控阵成像检测装置，包括用于对待测钢骨架聚乙烯复合管进行检查的超声相控阵检测仪和相控阵线性阵列探头；所述超声相控阵检测仪包括计算机、信号采集模块与显示模块，所述相控阵线性阵列探头安置在待测钢骨架聚乙烯复合管外表面，相控阵线性阵列探头与超声相控阵检测仪相连；计算机与相控阵线性阵列探头相连，相控阵线性阵列探头与信号采集模块相连，信号采集模块与计算机相连，计算机与显示模块相连；其中，所述相控阵线性阵列探头为一维线阵探头，包含有64个晶片。

本发明进一步的改进在于，晶片频率为2MHz，晶片尺寸1mm×8mm。

本发明进一步的改进在于，相控阵线性阵列探头与待测钢骨架聚乙烯复合管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相连。

本发明进一步的改进在于，所述相控阵线性阵列探头沿待测钢骨架聚乙烯复合管外表面，与管道轴向方向平行。

本发明进一步的改进在于，所述超声相控阵检测仪通过设置在计算机(4)内的FPGA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总线进行图像融合处理后传输至显示模块。