一種基于超聲相控陣技術的鍛件典型缺陷識別方法
【專利摘要】一種基于超聲相控陣系統(tǒng)的鍛件缺陷類型識別方法，屬無損檢測領域。其特征在于：進行缺陷識別的硬件平臺包括計算機（1）、超聲相控陣系統(tǒng)（2）、線性陣列傳感器（3）。具體方法為利用超聲相控陣系統(tǒng)激勵/接收超聲波信號，線性陣列傳感器發(fā)送和接收超聲波信號，由計算機采集檢測A掃信號和扇掃圖形。觀察缺陷回波形狀，計算缺陷回波頻譜特征信息，觀察缺陷扇掃圖形輪廓形狀進行缺陷類型確定。本發(fā)明提供了一種鍛件內部缺陷類型的識別方法，解決了常規(guī)超聲探傷方法檢測效率低，無法準確確定缺陷類型且檢測對于工程人員的專業(yè)經(jīng)驗有很高依賴性的問題。
【專利說明】 一種基于超聲相控陣技術的鍛件典型缺陷識別方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于超聲相控陣系統(tǒng)的鍛件缺陷識別方法，該方法主要用于鍛件缺陷檢測識別，屬無損檢測領域。
【背景技術】
[0002]鍛件作為組成各種機械設備的基礎部件，在航天、核電、船舶等關鍵領域中應用廣泛。由于大多數(shù)鍛件的體積和尺寸都比較大，而且形狀和生產(chǎn)工藝復雜，所以在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生裂紋、疏松等多種缺陷。鍛件中存在缺陷將顯著地降低其力學性能，甚至在使用過程中還會發(fā)生斷裂，造成嚴重的安全與質量事故，因此對鍛件內部缺陷檢驗至關重要。
[0003]超聲波探傷作為五大常規(guī)檢測手段之一，對鍛件內部裂紋、疏松等危害性缺陷檢測靈敏度較高，該方法是鍛件缺陷檢驗的主要發(fā)展方向。但傳統(tǒng)超聲檢測存在檢測效率低、檢測結果直觀性差的問題。傳統(tǒng)超聲探傷只能顯示單一位置的回波A掃圖，而且缺陷的回波特征不具有規(guī)律性，檢測的A掃圖信息不夠豐富，檢測結果直觀性差，對于缺陷類型的識別往往需要經(jīng)驗豐富的專業(yè)檢測人員，否則容易造成誤判缺陷類型。因此提高對鍛件內部缺陷的檢測效率及缺陷類型識別的可靠性尤為重要。
[0004]為克服普通超聲探傷檢測效率低，直觀性差、對檢測人員經(jīng)驗依賴性高的缺點，可以利用多個陣元組成的陣列換能器超聲相控陣系統(tǒng)進行無損檢測。超聲相控陣檢測技術通過時間延時法則控制陣列換能器內陣元激勵和接收超聲波，能夠實時顯示檢測鍛件內部缺陷的扇掃圖像。同時，陣列換能器能夠控制陣元改變聲束角度，同一時間激發(fā)多角度的聲束進行大面積檢測，能夠顯示任意角度下的A掃圖，使用A掃圖信號特征和扇掃圖圖像特征能夠識別缺陷類型。因此，超聲相控陣系統(tǒng)檢測技術具有檢測效率高、可視化效果佳的優(yōu)點，綜合分析缺陷信號特征圖能夠確定缺陷類型，降低工程人員經(jīng)驗依賴性高的要求。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于發(fā)展一種基于超聲相控陣系統(tǒng)的鍛件典型缺陷識別方法，通過該方法可以實現(xiàn)鍛件內部典型缺陷識別，解決鍛件缺陷探傷對工程人員經(jīng)驗依賴性高的實際問題。本發(fā)明的具體方案為:
[0006]超聲相控陣系統(tǒng)包括超聲波信號激勵/接收模塊、信號采集模塊。在計算機的控制下超聲波信號激勵/接收模塊產(chǎn)生激勵信號，通過傳感器激勵出超聲波信號，沿待測試件檢測表面發(fā)射出去，并通過傳感器接收反射的超聲波信號，然后通過超聲波信號激勵/接收模塊進行接收傳輸?shù)接嬎銠C中，通過計算機的采集軟件即可獲得檢測的A掃波形和扇掃圖形，分析采集到的圖像特征信息確定缺陷類型。首先觀察缺陷回波形狀。再分析A掃波形進行傅里葉變化后的缺陷回波頻譜圖，計算缺陷頻譜圖特征信息。最后觀察缺陷扇掃圖形的輪廓和分布狀態(tài)。符合缺陷特征，確定缺陷類型。所述的超聲波激勵/接收模塊采用MULTY-2000系列相控陣儀器，所述的采集模塊采用的是計算機及與MULTY-2000系列相控陣儀器相配套的采集軟件，所述的傳感器采用由32個陣元組成的超聲相控陣線性探頭。[0007]—種基于超聲相控陣技術的鍛件典型缺陷識別方法，按照以下步驟實施檢測:
[0008]步驟一:超聲相控陣系統(tǒng)參數(shù)設置
[0009]相控陣系統(tǒng)中超聲波激勵/接收模塊頻率設置，頻率設置由使用的傳感器頻率確定，對于鍛件檢測使用中心頻率為5MHz的傳感器。時基范圍設置，時基范圍長度要求A掃波形能夠顯示出完整的底波圖形；超聲波信號波速設置，波速由待測試件的自身材料屬性決定，由公式I確定。
【權利要求】
1.一種基于超聲相控陣技術的鍛件典型缺陷識別方法，其特征在于:具體識別步驟如下: 步驟一:超聲相控陣系統(tǒng)參數(shù)設置； 相控陣系統(tǒng)中超聲波激勵/接收模塊頻率設置，頻率設置由使用的傳感器頻率確定，對于鍛件檢測使用中心頻率為5MHZ的傳感器。時基范圍設置，時基范圍長度要求A掃波形能夠顯示出完整的底波圖形；超聲波信號波速設置，波速由待測試件的自身材料屬性決定，由公式I確定。
【文檔編號】G01N29/04GK103901102SQ201410126591
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權日:2014年3月31日
【發(fā)明者】焦敬品, 杜禮, 馬婷, 何存富, 吳斌 申請人:北京工業(yè)大學