用于模拟金属零件的超声响应的电子装置和方法、关联的测试电子系统和方法以及计算机程序制造方法及图纸

由电子模拟装置进行用于模拟金属零件的超声响应的方法，该方法包括以下步骤：‑响应于朝向无缺陷零件的超声激励，计算所述零件的超声波的第一分布；‑响应于朝向零件的包括缺陷(20)的预定义区域(S

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于模拟金属零件的超声响应的电子装置和方法、关联的测试电子系统和方法以及计算机程序
本专利技术涉及一种用于模拟金属零件的超声响应的方法，该方法由电子模拟装置进行。本专利技术还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括软件指令，这些指令在由计算机执行时，实施这种模拟方法。本专利技术还涉及一种用于检查金属零件的方法，该方法包括以下步骤：经由包括至少一个超声发射器和至少一个超声接收器的检查系统确定金属零件的超声响应；通过实施这种模拟方法模拟金属零件的超声响应；以及通过比较所确定的和所模拟的金属零件的超声响应识别金属零件中的任何缺陷。这些缺陷可以是包含在金属零件内的缺陷(也称为芯部缺陷的缺陷)或出现在金属零件的内表面或外表面上的缺陷。本专利技术还涉及一种用于模拟金属零件的超声响应的电子装置。本专利技术还涉及一种用于检查金属零件的电子系统。本专利技术特别涉及金属零件是旨在包围核反应堆堆芯中的核燃料芯块的包壳的情况，然后涉及核燃料组件的制造。本专利技术例如应用于轻水核反应堆，无论是使用加压水还是使用沸水。目前，世界上使用了大量的这些核反应堆。
技术介绍
在核燃料组件中，裂变材料包含在密封的金属管中。该管是安全方面的关键元件；因此，各个管经受若干质量检查。在制造结束时进行的检查之一是寻找管的几何缺陷的自动化超声检查。这种无损检查根据国际现行标准来进行，因此期望提高检查的选择性，也就是说，仅剔除具有超过预定准则的缺陷的管并接受所有其它管。然后，使用用于模拟超声响应的方法寻求提高检查的选择性。如今，在大多数情况下，工业超声测试结果的分析通常提供定性信息，该定性信息不使得可以将由超声传感器接收的信号联系到缺陷的几何形状。因此，即使缺陷的实际几何形状在已知时将不被认为是危险的，也可能剔除这些管。存在用于模拟金属零件的超声响应的方法。这些模拟方法例如实施半分析方法(诸如瑞利(Rayleigh)积分或束方法)或离散方法(诸如有限差分法或有限元法)。然而，这种模拟方法的限制因素是获得具有任意三维几何缺陷的金属零件的模拟响应的计算时间。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是通过提供用于模拟金属零件的超声响应的方法和电子装置来解决该问题，该方法和电子装置使得可以减少必要的计算时间。为此，本专利技术涉及一种用于模拟金属零件的超声响应的方法，该方法由电子模拟装置进行，并且包括以下步骤：-响应于朝向无缺陷金属零件发射脉冲超声激励，计算所述零件的超声波的第一分布，该第一分布形成超声响应的模拟，该超声响应由超声传感器在金属零件不包括任何缺陷时从金属零件接收；-响应于朝向与金属零件关联的预定义区域发射超声激励，计算所述区域的超声波的第二分布，该预定义区域包括金属零件的缺陷，第二分布形成超声响应的模拟，该超声响应由超声传感器从预定义区域接收，第二分布的计算包括响应于从位于预定义区域的边界处的基本源发射脉冲超声激励进行的多个基本分布的计算，各个基本分布对应于超声响应，该超声响应由位于预定义区域的边界处的接收器接收；-响应于朝向包括缺陷的所述零件发射超声激励，根据所计算的第一分布和第二分布确定朝向具有缺陷的金属零件的超声波的结果分布，该结果分布形成超声响应的模拟，该超声响应由超声传感器从包括缺陷的金属零件接收。根据本专利技术的其他有利方面，模拟方法包括以下特征中的一个或多个，这些特征单独考虑或根据任意技术上可以的组合来考虑：-各个基本分布在限于预定义区域的计算域上根据格林传递函数计算，并且对于该计算域，源和接收器位于所述区域的边界处；-各个基本分布验证以下方程：其中，viB(r,t)表示在缺陷存在的状态B下在r点处的特定速度在方向i上的分量，F表示预定义区域的边界，Hni(r',r,t)表示在点r’处的边界F上的牵引矢量在方向i上的分量,该分量由在点r处具有方向n的来自速度脉冲源的激励生成，vnA(r',t))表示在状态A下在点r'处的特定速度在方向n上的分量，tnA(r',t))表示在没有缺陷的状态A下在点r'处的边界F上的牵引力在方向n上的分量，Gni(r',r,t)是格林传递函数，该函数表示点r’处的速度在方向i上的分量,该分量由在点r处具有方向n的来自速度脉冲源的激励生成，并且“*”符号表示时间卷积运算符；-结果分布通过将奥德(Auld)互易关系应用于所计算的第一分布和第二分布来确定；-结果分布验证以下方程：RB(t)＝hRA(t)*E(t)+RDiff(t)其中，表示缺陷对传感器所接收的信号的贡献，RB(t)表示对于处于存在缺陷时的状态B的金属零件在由传感器接收时所测量的电信号，hRA(t)表示在没有缺陷的状态A下的所接收的电信号的脉冲响应，E(t)表示传感器的激励电信号，htiA(r',t)表示在状态A下在点r'处的边界F上的牵引力在方向i上的分量的脉冲响应，viB(r',t)表示在状态B下在点r'处的特定速度在方向n上的分量，tiB(r',t)表示在状态B下在点r'处的边界F上的牵引力在方向i上的分量，hviA(r',t)表示在状态A下在点r'处的特定速度在方向i上的分量的脉冲响应，I0表示特定于传感器和信号的放大系统的归一化常数，并且“*”符号表示时间卷积运算符；-方法还包括以下步骤：生成针对金属零件中的多个缺陷和脉冲超声激发发射的取向的第二分布的库，各个第二分布针对金属零件的相应缺陷计算；并且-金属零件是被设计成包围核反应堆堆芯中的核燃料芯块的包壳。本专利技术还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括软件指令，这些指令在由计算机执行时，实施如上定义的模拟方法。本专利技术还涉及一种用于检查金属零件的方法，该方法包括以下步骤：-经由超声传感器确定金属零件的超声响应；-通过实施如上定义的模拟方法来模拟金属零件的超声响应；以及-通过比较金属零件的所确定的超声响应和所模拟的超声响应来识别金属零件中的任何缺陷。本专利技术还涉及一种用于模拟金属零件的超声响应的电子装置，该电子模拟装置包括：-第一计算模块，该第一计算模块被配置成响应于朝向无缺陷金属零件发射超声激励，计算所述零件的超声波的第一分布，该第一分布形成超声响应的模拟，该超声响应由超声传感器在金属零件不包括任何缺陷时从金属零件接收；-第二计算模块，该第二计算模块被配置成响应于朝向与金属零件关联的预定义区域发射超声激励，计算所述区域的超声波的第二分布，该预定义区域包括金属零件的缺陷，第二分布形成超声响应的模拟，该超声响应由超声传感器从预定义区域接收，第二计算模块被配置成响应于从位于预定义区域的边界处的基本源发射超声激励计算多个基本分布，各个基本分布对应于超声响应，该超声响应由位于预定义区域的边界处的接收器接收；-确定模块，该确定模块被配置成响应于朝向包括缺陷的所述零件发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟金属零件(12)的超声响应的方法，所述方法由电子模拟装置(16)进行，并且包括以下步骤：/n-响应于朝向无缺陷金属零件(12)发射脉冲超声激励，计算(200)所述零件(12)的超声波的第一分布，所述第一分布形成超声响应的模拟，该超声响应由超声传感器(15)在所述金属零件(12)不包括任何缺陷时从所述金属零件(12)接收；/n-响应于朝向与所述金属零件(12)关联的预定义区域(S

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 FR 17606611.一种用于模拟金属零件(12)的超声响应的方法，所述方法由电子模拟装置(16)进行，并且包括以下步骤：
-响应于朝向无缺陷金属零件(12)发射脉冲超声激励，计算(200)所述零件(12)的超声波的第一分布，所述第一分布形成超声响应的模拟，该超声响应由超声传感器(15)在所述金属零件(12)不包括任何缺陷时从所述金属零件(12)接收；
-响应于朝向与所述金属零件(12)关联的预定义区域(S3k)发射超声激励，计算(210)所述区域(S3k)的超声波的第二分布，所述预定义区域(S3k)包括所述金属零件(12)的缺陷(20)，所述第二分布形成超声响应的模拟，该超声响应由所述超声传感器(15)从所述预定义区域(S3k)接收，
所述第二分布的所述计算(210)包括响应于从位于所述预定义区域(S3k)的边界(F)处的基本源发射脉冲超声激励进行的多个基本分布的计算，各个基本分布对应于超声响应，该超声响应由位于所述预定义区域(S3k)的所述边界(F)处的接收器接收；
-响应于朝向包括所述缺陷(20)的所述零件(12)发射超声激励，根据所述所计算的第一分布和第二分布确定(220)朝向具有缺陷(20)的所述金属零件(12)的超声波的结果分布(RB(t))，所述结果分布(RB(t))形成超声响应的模拟，该超声响应由所述超声传感器(15)从包括所述缺陷(20)的所述金属零件(12)接收。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，各个基本分布在限于所述预定义区域(S3k)的计算域上根据格林传递函数(Gni(r’,r’t))计算，并且对于该计算域，所述源和所述接收器位于所述区域的边界(F)处。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，各个基本分布验证以下方程：



其中，viB(r,t)表示在所述缺陷(20)存在的状态B下在r点处的特定速度在方向i上的分量，
F表示所述预定义区域(S3k)的边界，
Hni(r',r,t)表示在点r’处的边界F上的牵引矢量在方向i上的分量,该分量由在点r处具有方向n的来自速度脉冲源的激励生成，
vnA(r',t))表示在状态A下在点r'处的所述特定速度在方向n上的分量，
tnA(r',t))表示在没有缺陷(20)的状态A下在点r'处的边界F上的牵引力在方向n上的分量，
Gni(r',r,t)是格林传递函数，该函数表示点r’处的速度在方向i上的分量,该分量由在点r处具有方向n的来自速度脉冲源的激励生成，并且
“*”符号表示时间卷积运算符。


4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述结果分布(RB(t))通过将奥德互易关系应用于所计算的第一分布和第二分布来确定。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述结果分布(RB(t))验证以下方程：
RB(t)＝hRA(t)*E(t)+RDiff(t)
其中，表示所述缺陷(20)对所述传感器所接收的信号的贡献，
RB(t)表示对于处于存在缺陷(20)时的状态B的金属零件(12)在由所述传感器接收时所测量的电信号，
hRA(t)表示在没有缺陷的状态A下的所接收的电信号的脉冲响应，
E(t)表示所述传感器的激励电信号，
htiA(r',t)表示在状态A下在点r'处的边界F上的牵引力在方向i上的分量的脉冲响应，
viB(r',t)表示在状态B下在点r'处的特定速度在方向n上的分量，
tiB(...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·莱昂内，玛丽弗朗索瓦·塞格纳，迪迪埃·卡塞鲁，
申请(专利权)人：法马通公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR