面向机翼T型R区的超声形貌重构方法技术

本发明专利技术公开了一种面向机翼T型R区的超声形貌重构方法，包括：将线性阵列超声相控阵探头置于待测结构件上，以探头的一边为零点采样位置，从左到右依次再选取五个采样位置，将探头依次放置在六个采样位置上，分别激发超声探头换能器发射超声波，接收每个采样位置上的超声回波数据，并进行时域分析，得到每个采样位置上的时域信号，根据每个采样位置上时域信号求解每个采样位置的超声波采样时间，进而构建待测结构的表面函数。该方法可以在不损伤待测件的前提下完成机翼内部T型R区的形貌重构，通过对超声回波数据进行处理，从而有效获得机翼内部T型R区位置、半径等结构信息，有助于进行R区内部缺陷及应力场检测等一系列高精度的检测任务。测任务。测任务。

【技术实现步骤摘要】
面向机翼T型R区的超声形貌重构方法


[0001]本专利技术涉及超声检测
，特别涉及一种面向机翼T型R区超声形貌重建的方法。

技术介绍

[0002]在飞机训练以及执行任务后，由于恶劣的天气影响以及高强度使用等因素，飞机难免会出现各种损伤。机翼作为最主要的受力结构，长时间使用后可能出现破裂，变形等损伤，及时发现机翼的内部缺陷并进行维护对于提高飞机使用寿命，保护驾驶员飞行安全具有重要意义。
[0003]机翼中的承力结构有L型构件、T型构件等，这些带筋壁板都具有R区结构，在飞机飞行过程中，机翼结构件中的R区由于力的长时间作用很容易产生疲劳从而有裂纹以及空隙等内部缺陷。细小的裂纹及孔隙等缺陷有效检测需要超声探测仪器具有较高的检测精度，可以及时发现细小的内部缺陷。
[0004]R区的超声无损检测需要知道机翼内部结构的大致信息，从而方便检测人员合理安装高精度超声探头，确定入射角度，超声波类型以及频率等，进一步提高检测的效率，及时发现并定位缺陷。
[0005]具体地，相关技术一提出的一种基于超声检测技术的金属材料内部夹杂物三维重构方法，所述方法首先利用超声显微镜对材料进行粗扫和精扫两步检测,获取夹杂物的超声回波信号；其次对超声回波信号进行预处理，设定夹杂物回波信号的判定阈值；再提取出各夹杂物所在位置的空间坐标；然后利用曲面插值拟合的方法,将夹杂物所在位置的离散采样点拟合为曲面；最后得到夹杂物的三维形貌。该方法可以检测金属材料内部的其他材质杂物从而重建杂物的形貌，但该方法存在的问题在于对单一材质的内部形貌无法进行重建的缺点。
[0006]相关技术二提出的一种提高复杂形状构件R区相控阵超声检测能力的方法。该方法包括以下步骤：建立复杂形状构件R区相控阵超声检测模型；设计相控阵超声表面适应法(Surface Adaptive Ultrasound,SAUL)结合接收聚焦检测方案；利用有限元模型读取各孔径阵元到对应焦点的声时，计算复杂形状构件R区相控阵超声检测接收聚焦法则；利用SAUL发射超声波,各阵元并行接收A扫描信号并进行接收聚焦处理,获得相控阵超声表面自适应法结合接收聚焦的成像结果。该方法在SAUL的基础上提出结合接收聚焦提高复杂形状构件R区相控阵超声检测的横向分辨力，降低了检测噪声并避免了伪像，为复杂形状构件R区缺陷高质量检测提供支持，但该方法对于不可见的R区无法直接构建准确的检测模型。
[0007]相关技术三提出的一种用于复合材料R区的超声相控阵检测装置，该检测装置包括水囊耦合模块和支撑模块；所述水囊耦合模块包括水囊和探头，所述水囊的水囊腔内盛有液体，所述探头的面向工件的一侧被所述水囊的水囊套包裹；所述水囊耦合模块通过所述水囊能够实现探头与不同曲率工件R区的良好耦合；所述支撑模块用于实现所述探头的稳定支撑。所述检测装置无需水浸式耦合,不受限于外场试验条件限制,可适用于不同曲率
R区的超声检测,避免结构件因制造加工出现偏差而无法超声检测的情况。该装置需要水囊耦合模块来解决检测装置需要水耦合的问题，对于不同曲率的R区检测有较好的精度，但该装置的水囊耦合模块需要贴合R区，不方便检测机翼下的R区。
[0008]综上，目前对于R区的检测大多数都是在已知R区形貌的前提下对R区的内部缺陷进行更高精度的检测，然而在实际的R区检测如机翼中的T形R区检测是在未知R区形貌及位置的前提下进行的，因此亟待一种可以将机翼内的R区形貌重构出来的检测方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0010]为此，本专利技术的目的在于提出一种面向机翼T型R区的超声形貌重构方法，该方法可以在不损伤待测件的前提下完成机翼内部T型R区的形貌重构。
[0011]为达到上述目的，本专利技术实施例提出了面向机翼T型R区的超声形貌重构方法，包括以下步骤：步骤S1，将线性阵列超声相控阵探头置于待测结构件上，以所述线性阵列超声相控阵探头的一边为零点采样位置；步骤S2，以所述零点采样位置为开始在所述待测结构件上再选取五个采样位置进行标记；步骤S3，将所述线性阵列超声相控阵探头依次放置在六个采样位置上，分别激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收每个采样位置上的超声回波数据；步骤S4，对每个采样位置上的超声回波数据进行时域分析，得到每个采样位置上的时域信号，根据所述每个采样位置上时域信号求解每个采样位置的超声波采样时间；步骤S5，根据每个采样位置的超声波采样时间和六个采样位置构建所述待测结构的表面函数。
[0012]本专利技术实施例的面向机翼T型R区的超声形貌重构方法，通过定位采样，以特定方式激发换能器发射超声波取得回波数据，再对超声回波数据进行时域分析，取得特定阵元的回波时域信号并进行处理，从而有效获得机翼内部T型R区位置、半径等结构信息，方便了检测人员合理安装高精度超声探头并完成R区的超声无损检测，也有助于进行R区内部缺陷及应力场检测等一系列高精度的检测任务。
[0013]另外，根据本专利技术上述实施例的面向机翼T型R区的超声形貌重构方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S2具体为：标记所述零点采样位置为1号采样位置，以所述1号采样位置为起点，在所述待测结构件再选取五个采样位置，分别标记为2号采样位置、3号采样位置、4号采样位置、5号采样位置和6号采样位置，其中，所述六个采样位置的间距相等。
[0015]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3具体包括：步骤S301，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的1号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收1号采样位置上的超声回波数据；步骤S302，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的2号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收2号采样位置上的超声回波数据；步骤S303，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的3号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收3号采样位置上的超声回波数据；步骤S304，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的4号采样位置上，激发所述线性阵列超声相
控阵探头的换能器发射超声波，接收4号采样位置上的超声回波数据；步骤S305，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的5号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收5号采样位置上的超声回波数据；步骤S306，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的6号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收6号采样位置上的超声回波数据。
[0016]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S4具体包括：步骤S401，将所述步骤S3中的每个采样位置上的超声回波数据进行反变换，得到所述每个采样位置上的时域信号；所述步骤402，分别对每个采样位置上的64个时域信号进行分析，分别得到所述每个采样位置的超声波采样时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向机翼T型R区的超声形貌重构方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将线性阵列超声相控阵探头置于待测结构件上，以所述线性阵列超声相控阵探头的一边为零点采样位置；步骤S2，以所述零点采样位置为开始在所述待测结构件上再选取五个采样位置进行标记；步骤S3，将所述线性阵列超声相控阵探头依次放置在六个采样位置上，分别激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收每个采样位置上的超声回波数据；步骤S4，对每个采样位置上的超声回波数据进行时域分析，得到每个采样位置上的时域信号，根据所述每个采样位置上时域信号求解每个采样位置的超声波采样时间；步骤S5，根据每个采样位置的超声波采样时间和六个采样位置构建所述待测结构的表面函数。2.根据权利要求1所述的面向机翼T型R区的超声形貌重构方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：标记所述零点采样位置为1号采样位置，以所述1号采样位置为起点，在所述待测结构件再选取五个采样位置，分别标记为2号采样位置、3号采样位置、4号采样位置、5号采样位置和6号采样位置，其中，所述六个采样位置的间距相等。3.根据权利要求1所述的面向机翼T型R区的超声形貌重构方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：步骤S301，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的1号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收1号采样位置上的超声回波数据；步骤S302，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的2号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收2号采样位置上的超声回波数据；步骤S303，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的3号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收3号采样位置上的超声回波数据；步骤S304，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的4号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收4号采样位置上的超声回波数据；步骤S305，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的5号采样位置上，激发所述线性阵列超声相控阵探头的换能器发射超声波，接收5号采样位置上的超声回波数据；步骤S306，将所述线性阵列超声相控阵探头放置在所述待测结构的6号...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚艳，张小辉，范鑫，朱萌，程宗辉，赵勃，邓森，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：