一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法技术

本发明专利技术涉及复合材料检测技术领域，尤其是一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，将轮式探头和超声波相控阵检测仪连接，移动轮式探头，调节轮式探头的水囊界面位置，使得探头的水囊界面和被检测工件上表面重合，启动超声波相控阵检测仪对检测工件进行采样，采样数据将通过图像方式显示工件的缺陷，采用界面波跟踪算法对工件缺陷进行精确定位及计算。本发明专利技术还提供了一种超声相控阵激发轮式探头检测复合材料的系统。本发明专利技术结构简单，值得推广。

A Tracking Method for Interface Wave of Wheeled Probe in Ultrasonic Phased Array Composite Material Detection

【技术实现步骤摘要】
一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法
本专利技术涉及复合材料检测
，尤其涉及一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法。
技术介绍
复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料，结构复合材料是作为承力结构使用的材料，基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。复合材料常用为异性构件，呈弧形等不平整的表面结构，所以轮式探头中探头轮和工件表面为柔性接触，探头轮随工件表面凹凸变化进行贴合。对应的相控阵探头距离工件表面的耦合介质层的高度也会发生变化。这时探头中激发的超声波到达工件表面，工件缺陷，工件底面的时间都会发生不断的变化。如果需要准确无误的检测出并定位缺陷，检测工件厚度，就需要对变化的声波传播时间进行校验，解决工件表面不平整导致介质层高度变化带来的偏差。界面波跟踪就是实时解决这个偏差的方法。为了保证复合材料使用的安全性，需要对复合材料进行检测，确保复合材料表面无裂痕，现有的检测方法无法精准的对复合零件进行检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术背景中存在的问题，而提出的一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：设计一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，包括如下步骤：S1：将轮式探头和超声波相控阵检测仪相连；S2：移动轮式探头，调节轮式探头的水囊界面位置，使得探头的水囊界面和被检测工件上表面重合；S3：启动超声波相控阵检测仪对检测工件进行采样，采样数据将通过图像方式显示工件的缺陷；S4：采用界面波跟踪算法对工件缺陷进行精确定位及计算。优选的，所述S1中，超声波相控阵检测仪与外部的计算机进行连接，且由计算机控制超声波相控阵检测仪启动，控制超声波相控阵检测仪的扫描速度。优选的，所述S4中的计算过程为设定探头频率为F，振荡周期数为N，材料声速为C，上表面回波的前沿时间为T1，工件缺陷回波的起点时间为T2，缺陷回波前沿时间为T3，缺陷回波最高时间为T4，底波前沿时间为T5，工件下表面回波最高时间为T6，工件缺陷回波起点应始终在界面波的完整周期后，其起点位置与界面波起点的时间偏差为：ΔT＝N/F；因此，红色门限起点时间位置应为T2＝T1+ΔT；在实际检测过程中，T1的位置会随着工件表面平整程度的变化而发生变化，设T1的平移偏差时间为Δt,为保证实现跟踪，T2在检测过程中时间位置将实时变化T2’,T2’＝T2+Δt；T2’实时跟踪着界面波(T1)的变化，以获得正确的T3和T5，并以此准确计算出缺陷的深度和工件的厚度，缺陷深度为d＝((T3-T1)×C)/2；工件厚度为D＝((T5-T1)×C)/2。本专利技术还提供了一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪系统，包括处理器，所述处理器电性连接有数据接收模块，所述数据接收模块电性连接有超声波相控阵检测仪，所述处理器电性连接有存储模块，所述处理器电性连接有显示模块，所述处理器电性连接有数据输出模块，所述数据输出模块电性连接有数据处理单元，所述数据处理单元包括微型处理器，所述微型处理器电性连接有图像识别模块，所述微型处理器电性连接有数据库，所述微型处理器电性连接有匹配模块，所述匹配模块电性连接有核对模块，所述核对模块电性连接有标注模块，所述标注模块电性连接有计算模块，图像识别模块对数据输出模块输出的图像数据进行识别，匹配模块根据图像识别模块识别的信息，从数据库内调取出相同零件正确的扫描图，校核模块将正确的扫描图与输入的扫描图进行校核，输入的扫图中与正确的扫描图不同处采用标注模块进行标注，计算模块通过标注的数据对零件进行计算。优选的，所述核对模块包括微型芯片，所述微型芯片电性连接所述匹配模块，所述微型芯片电性连接有特征提取模块，所述微型芯片电性连接有排列模块，所述排列模块电性连接有校对模块，特征提取模块对输入的图形上的特征点进行提取，排列模块将输入图形和正确图上同一位置的特征点排列在一起，校对模块对同一位置的特征点进行校对。优选的，所述数据库内设有多个字数据库，每个数据库内均存储同一工件的扫描图，工件扫描图分开存储，提取方便。本专利技术提出的一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，有益效果在于：1、使用界面波跟踪技术，可以完整的检测整个被检测工件内的全部区域，减少了盲区，排除了界面波的干扰问题，同时当在被检测工件表面不平整时，可以完整的检测和现实工件内部的完整信息，对缺陷的定位和确认有较好的效果。附图说明图1为本专利技术提出的一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法的系统框图；图2为本专利技术中数据处理单元的系统框图；图3为本专利技术中核对模块的系统框图；图4为本专利技术中工件缺陷回波曲线图；图5为本专利技术中实际工件缺陷回波曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1-5，一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，包括如下步骤：S1：将轮式探头和超声波相控阵检测仪相连，超声波相控阵检测仪与外部的计算机进行连接，且由计算机控制超声波相控阵检测仪启动，控制超声波相控阵检测仪的扫描速度；S2：移动轮式探头，调节轮式探头的水囊界面位置，使得探头的水囊界面和被检测工件上表面重合，使用界面波跟踪技术，可以完整的检测整个被检测工件内的全部区域，减少了盲区，排除了界面波的干扰问题，同时当在被检测工件表面不平整时，可以完整的检测和现实工件内部的完整信息，对缺陷的定位和确认有较好的效果；S3：启动超声波相控阵检测仪对检测工件进行采样，采样数据将通过图像方式显示工件的缺陷；S4：采用界面波跟踪算法对工件缺陷进行精确定位及计算，计算过程为设定探头频率为F，振荡周期数为N，材料声速为C，上表面回波的前沿时间为T1，工件缺陷回波的起点时间为T2，缺陷回波前沿时间为T3，缺陷回波最高时间为T4，底波前沿时间为T5，工件下表面回波最高时间为T6，工件缺陷回波起点应始终在界面波的完整周期后，其起点位置与界面波起点的时间偏差为：ΔT＝N/F；因此，红色门限起点时间位置应为T2＝T1+ΔT；在实际检测过程中，T1的位置会随着工件表面平整程度的变化而发生变化，设T1的平移偏差时间为Δt,为保证实现跟踪，T2在检测过程中时间位置将实时变化T2’,T2’＝T2+Δt；T2’实时跟踪着界面波(T1)的变化，以获得正确的T3和T5，并以此准确计算出缺陷的深度和工件的厚度，缺陷深度为d＝((T3-T1)×C)/2；工件厚度为D＝((T5-T1)×C)/2。本专利技术还提供了一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪系统，包括处理器，处理器电性连接有数据接收模块，数据接收模块接收超声波相控阵检测仪扫描的工件图像数据，数据接收模块电性连接有超声波相控阵检测仪，超声波相控阵检测仪是对检测工件进行扫描，处理器电性连接有存储模块，存储模块是存储接收的数据信息，处理器电性连接有显示模块，显示模块是显示接收的数据信息，处理器电性连接有数据输出模块，数据输出模块电性连接有数据处理单元，数据处理单元是对接收的图像数据进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将轮式探头和超声波相控阵检测仪相连；S2：移动轮式探头，调节轮式探头的水囊界面位置，使得探头的水囊界面和被检测工件上表面重合；S3：启动超声波相控阵检测仪对检测工件进行采样，采样数据将通过图像方式显示工件的缺陷；S4：采用界面波跟踪算法对工件缺陷进行精确定位及计算。

【技术特征摘要】
1.一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将轮式探头和超声波相控阵检测仪相连；S2：移动轮式探头，调节轮式探头的水囊界面位置，使得探头的水囊界面和被检测工件上表面重合；S3：启动超声波相控阵检测仪对检测工件进行采样，采样数据将通过图像方式显示工件的缺陷；S4：采用界面波跟踪算法对工件缺陷进行精确定位及计算。2.根据权利要求1所述的一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，其特征在于，所述S1中，超声波相控阵检测仪与外部的计算机进行连接，且由计算机控制超声波相控阵检测仪启动，控制超声波相控阵检测仪的扫描速度。3.根据权利要求1所述的一种超声相控阵复合材料检测中轮式探头界面波跟踪方法，其特征在于，所述S4中的计算过程为设定探头频率为F，振荡周期数为N，材料声速为C，上表面回波的前沿时间为T1，工件缺陷回波的起点时间为T2，缺陷回波前沿时间为T3，缺陷回波最高时间为T4，底波前沿时间为T5，工件下表面回波最高时间为T6，工件缺陷回波起点应始终在界面波的完整周期后，其起点位置与界面波起点的时间偏差为：ΔT＝N/F；因此，红色门限起点时间位置应为T2＝T1+ΔT；在实际检测过程中，T1的位置会随着工件表面平整程度的变化而发生变化，设T1的平移偏差时间为Δt,为保证实现跟踪，T2在检测过程中时间位置将实时变化T2’,T2’＝T2+Δt；T2’实时跟踪着界面波(T1)的变化，以获得正确的T3和T5，并以此准确计算出缺陷的深度和工件的厚度，缺陷深度为d＝((T3-T1)×C)/2；工件厚度为D＝((T5-T1)×C)/2...

【专利技术属性】
技术研发人员：林光辉，韩志雄，桂琳琳，刘鑫，信章春，赵亚军，
申请(专利权)人：武汉中科创新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42