基于化波抑制法的超声波探伤方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于化波抑制法的超声波探伤方法及系统，属于超声波探伤技术领域。本发明专利技术包括以下步骤：a、采集经过母材及经过焊接接头处无缺陷时的回波情况；b、将采集到的噪声信号进行平均化和特异化分类，通过累计和计算，形成两级噪声波即基准噪声波和伪噪声波；c、将上述两级噪声波经过分波计算，总波分析，信号加载识别将其分化，使在适当的检测灵敏度下，基准噪声消失，伪噪声按比例分化及抑制，而缺陷信号不受影响，起到噪声识别作用。

Ultrasonic flaw detection method and system based on wave suppression method

The invention relates to an ultrasonic flaw detection method and system based on chemical wave suppression method, belonging to the technical field of ultrasonic flaw detection. The invention comprises the following steps: A. collecting the echoes of the base metal and the welded joints without defects; B. averaging and specializing the collected noise signals, and forming two-stage noise waves, i.e. reference noise waves and pseudo noise waves, by accumulating and calculating; C. passing the two-stage noise waves through the wave divider Computation, total wave analysis, signal loading and identification will be differentiated, so that in the appropriate detection sensitivity, the reference noise disappears, pseudo noise is proportionally divided and suppressed, and the defect signal is not affected, play a role in noise identification.

【技术实现步骤摘要】
基于化波抑制法的超声波探伤方法及系统
本专利技术涉及一种基于化波抑制法的超声波探伤方法及系统，属于超声波探伤

技术介绍
奥氏体钢、低合金钢等材质的超声波检测，一直以来就是困扰广大无损检测人员的难题，因其材质的特殊性，从20世纪70年代起，欧、美日研究人员对低合金钢、奥氏体不锈钢的超声波检测做了大量试验研究，虽有一定成效，但因检测方法较复杂，其适用范围受到一定限制。与国外相比，我国在这方面还存在较大的差距。在基本理论试验的基础上，编写了一些奥氏体不锈钢超声波检测规程。但本规程仅适用于10-50mm奥氏体不锈钢检测的手工超声波检验方法，目前，厚板奥氏体不锈钢焊缝的超声波检测还是超声检测领域的难题。国内外对异种不锈钢的超声波探伤研究至今已经持续有50年左右的历史，因其异种不锈钢固有的晶粒组织都比较粗大，对超声波具有强烈的衰减作用，导致检测灵敏度变化大，无法测定缺陷的大小，粗大组织也会引起强烈散射声波的叠加及波型转换，导致假信号出现；焊缝的各向异性对声波有扭曲作用，使得缺陷的定位误差增大，由上述组织结构的特殊性使其超声检测存在很多技术上的难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有超声波探伤仪的上述缺陷，提出了一种基于化波抑制法的超声波探伤方法及系统，使在适当的检测灵敏度下，基准噪声消失，伪噪声按比例分化及抑制，而缺陷信号不受影响，起到噪声识别作用。本专利技术的基于化波抑制法的超声波探伤方法是采用以下的技术方案实现的：a、采集经过母材及经过焊接接头处无缺陷时的回波情况；b、将采集到的噪声信号进行平均化和特异化分类，通过累计和计算，形成两级噪声波即基准噪声波和伪噪声波；c、将上述两级噪声波经过分波计算，总波分析，信号加载识别将其分化，使在适当的检测灵敏度下，基准噪声消失，伪噪声按比例分化及抑制。步骤c所述的分波计算包括以下步骤：第一步：波形数据多重采集，某一点采样数据由多个数据通过累积优化所得；第二步：通过图形识别技术，进行波峰识别，将整个一帧采样数据简化为数个“采样簇”；第三步：基于一系列逻辑不连续的“采样簇”，对每个“采样簇”的特征点进行数据分析，对特征点数据进行虚拟放大，将其展宽为一组连续波形，使用小波理论算法并结合超声波的衰减特性，对其进行特异化分类，将分类后的数据作为中间数值，在存储单元暂存。步骤c所述的总波分析包括以下步骤：第一步：基于仪器内波形库采用参考对比法进行穷举对比，将对比后的采样数据进行特异化处理并分类，将分类后的数据作为中间数值，在存储单元中暂存；第二步：根据上述暂存的中间数值，绘制一条虚拟的抑制参考曲线，根据此曲线对每个“采样簇”的采样数据进行抑制处理。基于化波抑制法的超声波探伤系统，包括发射单元、前置放大单元、可控增益单元、模数转换单元、微处理器单元、采样控制运算单元和采样存储单元，还包括化波抑制单元，所述化波抑制单元与采样存储单元、采样控制运算单元、微处理器均连接。所述化波抑制单元包括电噪声衰减控制电路和电噪声衰减电路，所述电噪声衰减控制电路输出电噪声衰减控制模拟信号到电噪声衰减电路实现对电噪声的衰减和降低。所述电噪声衰减控制电路采用AD9708。所述电噪声衰减电路采用AD8332。微处理器还连接有电源电压监控、键盘控制电路、实时时钟、非易失存储器和接口电路，通过接口电路输出给计算机、打印机和外部存储器进行数据存储和打印。本专利技术的有益效果是：提出化波抑制法，使在适当的检测灵敏度下，基准噪声消失，伪噪声按比例分化及抑制，而缺陷信号不受影响，起到噪声识别和抑制的作用。附图说明图1是本专利技术的原理框图。图2是本专利技术的电噪声衰减控制电路的电路图。图3是本专利技术的电噪声衰减电路的电路图。图4是噪声抑制前的信号波形图。图5是噪声抑制后的信号波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术所述的超声波检测的探伤方法，首先采集经过母材及经过焊接接头处无缺陷时的回波情况，将采集到的噪声信号进行平均化和特异化分类，通过累计和计算，形成两级噪声波即基准噪声波和伪噪声波，基准噪声波为将探头放置在奥氏体材料上经过母材及焊接接头时大部分状态下呈现在屏幕上的噪声，伪噪声波为奥氏体钢材料因其晶粒粗大所产生的类似缺陷的难以分辨的噪波，将上述两级噪声波经过分波计算，总波分析，信号加载识别将其分化，使在适当的检测灵敏度下，基准噪声消失，伪噪声按比例分化及抑制，该方法需要通过单独的模拟电路及硬件系统搭建平台，通过软件计算及识别来实现。分波计算包括以下步骤：第一步：波形数据多重采集，某一点采样数据由多个数据通过累积优化所得；第二步：通过图形识别技术，进行波峰识别，将整个一帧采样数据简化为数个“采样簇”，一组数据从波谷到波峰再到波谷，组成一个采样数据包，为一个采样簇。第三步：基于一系列逻辑不连续的“采样簇”，对每个“采样簇”的特征点进行数据分析，对特征点数据进行虚拟放大，将其展宽为一组连续波形，使用小波理论算法并结合超声波的衰减特性，对其进行特异化分类，特异化分类就是对波峰点的分类主要通过图形识别技术，进行波峰识别，将一组数据从波谷到波峰再到波谷进行分类，将所有采样数据都进行特异话分类后，将分类后的数据作为中间数值，在存储空间中暂存。总波分析包括以下步骤：第一步：基于仪器内波形库采用参考对比法进行穷举对比，将对比后的采样数据进行特异化处理并分类，将分类后的数据作为中间数值，在存储单元中暂存；第二步：根据上述暂存的中间数值，绘制一条虚拟的抑制参考曲线，根据此曲线对每个“采样簇”的采样数据进行抑制处理。采样控制运算单元控制对脉冲发射单元的逻辑时序控制，通过换能器转变成电信号，经由前置放大单元和可控增益单元进行信号放大，至此完成信号的采集和处理；后通过模数转换单元转化为数字信号送至采样存储单元进行存储，采样存储单元受采样控制运算单元的逻辑时序控制，采样控制运算单元还连接显示控制单元与显示存储单元，并进行控制，采样存储单元连接化波抑制单元，化波抑制单元包括电噪声衰减控制电路和电噪声衰减电路，电噪声衰减控制电路输出电噪声衰减控制模拟信号到电噪声衰减电路实现对电噪声的衰减和降低，图2中U07为八位并口DAC集成电路AD9708，作用是根据电噪声信号幅度DB0-DB7的8位数字信号的变化，由22脚IOUTA输出DAI电噪声衰减控制模拟信号，8位数字信号来自于采样存储单元。图3中的U09为带前置放大器和可编程输入电阻的超低噪声VGA集成电路AD8332。电噪声波形电信号经电容、电阻耦合后由2脚INH2输入经内部前置放大后，由可变增益放大器VGA根据上述电噪声衰减控制电路提供的DAI控制信号，对电噪声信号进行衰减后由21、22脚输出，实现对电噪声的衰减和降低的效果。图4为噪声抑制前的波形图，图5为噪声抑制后的波形图，横坐标为探伤深度，纵坐标为信号幅度，正常波形(包括底平面、通孔、裂纹等由临界面反射所生成的所有反射波)原生态显示，基准噪声消失，伪噪声波被大幅抑制，抑制幅度为4DB～12DB。当然，上述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定对本专利技术的实施例范围。本专利技术也并不仅限于上述举例，本
的普通技术人员在本专利技术的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本专利技术的专利涵盖范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于化波抑制法的超声波探伤方法，其特征在于：包括如下步骤：a、采集经过母材及经过焊接接头处无缺陷时的回波情况；b、将采集到的噪声信号进行平均化和特异化分类，通过累计和计算，形成两级噪声波即基准噪声波和伪噪声波；c、将上述两级噪声波经过分波计算，总波分析，信号加载识别将其分化，使在适当的检测灵敏度下，基准噪声消失，伪噪声按比例分化及抑制。

【技术特征摘要】
1.一种基于化波抑制法的超声波探伤方法，其特征在于：包括如下步骤：a、采集经过母材及经过焊接接头处无缺陷时的回波情况；b、将采集到的噪声信号进行平均化和特异化分类，通过累计和计算，形成两级噪声波即基准噪声波和伪噪声波；c、将上述两级噪声波经过分波计算，总波分析，信号加载识别将其分化，使在适当的检测灵敏度下，基准噪声消失，伪噪声按比例分化及抑制。2.根据权利要求1所述的基于化波抑制法的超声波探伤方法，其特征在于：步骤c所述的分波计算包括以下步骤：第一步：波形数据多重采集，某一点采样数据由多个数据通过累积优化所得；第二步：通过图形识别技术，进行波峰识别，将整个一帧采样数据简化为数个“采样簇”；第三步：基于一系列逻辑不连续的“采样簇”，对每个“采样簇”的特征点进行数据分析，对特征点数据进行虚拟放大，将其展宽为一组连续波形，使用小波理论算法并结合超声波的衰减特性，对其进行特异化分类，将分类后的数据作为中间数值，在存储单元暂存。3.根据权利要求1所述的基于化波抑制法的超声波探伤方法，其特征在于：步骤c所述的总波分析包括以下步骤：第一步：基于仪器内波形库采用参考对比法进行穷举对比，将对比后的采样数据进行特异化处...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，景文学，岳雷，郑春，姚甲伟，张伟，汪占斌，李春，
申请(专利权)人：中国石油天然气第七建设有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37