The invention discloses an adaptive phased linear array focusing scanning method and detection method for a variable wall thick surface component. First, it reads the geometric parameters, such as curvature and position of the contour line of the surface of the surface, and then automatically sets the focus on the contour line of the inner wall of the workpiece according to the principle of equal arc length, and then according to the curvature information of the inner wall focus position, and the basis is based on the curvature information of the internal wall focus position. The vertical incidence principle is used to reverse the sound line path in the workpiece, and further, according to the refraction law of the interface between the workpiece and the coupling medium layer, the sound line path in the coupled dielectric layer is obtained. The acoustic line path and the intersection position of the linear matrix in the coupling layer are the aperture center of the sound source, and a group of elements of the aperture center of the adjacent sound source is selected as the focal point. In order to control the focus scanning of the workpiece, the phased array transducer is used to calculate the focus delay according to the propagation path and the sound speed.
【技术实现步骤摘要】
变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法及检测方法
本专利技术涉及超声相控阵无损检测领域,具体涉及一种变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法及检测方法。
技术介绍
随着科学技术进步,对于产品的质量控制要求变得越来越严格。近年来相控阵技术逐渐应用于各个领域的工业探伤中,许多传统超声难以检测的复杂结构,应用超声相控阵技术可以获得较好的检测效果。采用传统超声检测较为费时费力的构件,采用超声相控阵技术后,其检测效率和可靠性也获得极大提高。因此,可以预见超声相控阵检测技术也将在工业超声检测领域带来新的技术革命和广泛应用,极大提高超声检测效率和可靠性。而目前的相控线阵系统主要采用线性扫描和扇形扫描来成像,这里简要的介绍下相控阵的两种常用扫查方式。(1)线扫描:以相同的聚焦法则施加在相控阵探头中的不同晶片组,每组激活晶片产生某一特定角度的声束,通过改变起始激活晶片的位置,使该声束沿晶片阵列方向前后移动,以实现类似常规手动超声波检测探头前后移动的检测效果。线扫描包括垂直入射线扫描和倾斜入射线扫描两种。(2)扇形扫描:用特定的聚焦法则激发相控阵探头中的部分相邻或全部晶片,使激发晶片组形成的声束在设定的角度范围内以一定的步进值变换角度扫过扇形区域。工业生产中,简单的线扫描和扇形扫描难以完成复杂结构件的检测,尤其是如图1所示的曲面变壁厚回转构件,构件壁厚、曲率变化需要声束聚焦深度和偏转方向不断变化,传统线扫描或扇形扫描方法结果难以实现全覆盖检测,不能准确的检出工件内部缺陷情况。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于传统相控阵检测技术难以检测复杂变壁厚构件,提供了一种相控 ...
【技术保护点】
变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)获取变壁厚曲面结构件表面和内壁轮廓的几何参数;(2)识别和读取出曲面内壁轮廓线的几何参数,按照等弧长原则自动在工件内壁轮廓线上设置系列焦点;(3)依据垂直入射原则,以内壁各焦点位置为目的点,根据焦点位置的曲率反推出工件中垂直内表面的声线路径,进一步地,依据折射定律获得耦合介质层中声线路径;(4)以耦合介质层中声线路径和线阵的相交位置作为声源孔径中心,选取临近声源孔径中心的一组阵元作为焦点的激励阵元序列;(5)计算各个阵元在曲面表面的有效入射点,确定入射角,然后计算出折射角,进而计算出折射线到焦点的距离,获得距离后依据传播路径计算出传播时间,进而获得相控线阵聚焦延迟,从而控制相控线阵换能器对工件聚焦扫描。
【技术特征摘要】
1.变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)获取变壁厚曲面结构件表面和内壁轮廓的几何参数;(2)识别和读取出曲面内壁轮廓线的几何参数,按照等弧长原则自动在工件内壁轮廓线上设置系列焦点;(3)依据垂直入射原则,以内壁各焦点位置为目的点,根据焦点位置的曲率反推出工件中垂直内表面的声线路径,进一步地,依据折射定律获得耦合介质层中声线路径;(4)以耦合介质层中声线路径和线阵的相交位置作为声源孔径中心,选取临近声源孔径中心的一组阵元作为焦点的激励阵元序列;(5)计算各个阵元在曲面表面的有效入射点,确定入射角,然后计算出折射角,进而计算出折射线到焦点的距离,获得距离后依据传播路径计算出传播时间,进而获得相控线阵聚焦延迟,从而控制相控线阵换能器对工件聚焦扫描。2.根据权利要求1所述的变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法,其特征在于,步骤(1)中,通过解析工件DXF文件获取变壁厚曲面结构件表面和内壁轮廓的几何参数。3.根据权利要求1所述的变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法,其特征在于,步骤(3)中的耦合介质为水或机油。4.根据权利要求1所述的变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法,其特征在于,步骤(4)中,选取声源孔径中心左右各8个阵元作为焦点的一组激励阵元序列。5.根据权利要求1所述的变壁厚曲面构件自适应相控线阵聚焦扫描方法,其特征在于,步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员:王中亚,陈安生,倪满生,王家庆,刘明星,
申请(专利权)人:中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东分公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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