一种超声波探伤装置、方法以及计算机存储介质制造方法及图纸

本申请适用于超声波探伤领域，提供了一种超声波探伤装置、方法以及计算机存储介质，超声波探伤装置包括：超声波发射模块，用于向待测工件发射出超声波去波而形成混合声场；激光收发组件，用于通过探测激光对混合声场进行多方向探测以获得各方向的探测激光经过混合声场后的对应路径总偏移量；处理模块，用于获取并根据对应路径总偏移量而输出用于判断待测工件缺陷的回波声场信息。本申请提供的一种超声波探伤装置，通过超声波发射模块形成混合声场，通过激光收发组件多方向探测混合声场并获得对应路径总偏移量，通过处理模块根据各探测激光的对应路径总偏移量以重构待测工件各截面处的回波声场，以实现待测工件整体的无损探伤。伤。伤。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波探伤装置、方法以及计算机存储介质


[0001]本申请属于超声波探伤领域，尤其涉及一种超声波探伤装置、方法以及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]超声波探伤利用超声波能透入金属材料的深处的特性，检测超声波由一截面进入另一截面时在界面边缘产生的反射波来进一步检查零件缺陷。当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
[0003]利用超声波探伤，主要有穿透法探伤和反射法探伤两种方式。反射法探伤的工作原理是其高频发生器产生的高频脉冲激励信号作用在探头上，产生的波向工件内部传播，如果工件内部存在缺陷，波的一部分作为缺陷波被反射回来，发射波的其余部分作为底波也将反射回来。在反射法探伤中，由于在近场区的声波间存在干涉，声压会在极大值、极小值之间震荡，处于声压极小值处缺陷回波可能较低；相反，处在声压极大值附近回波可能变高，因此在近场区定量会出现不准的情况，也称为近场盲区；同时也由于在浅表层反射的缺陷波与发射波发生混叠，超声换能器无法同时分辨短时间间隔的混叠波，导致浅表缺陷波数据的缺失。即常规的超声波探伤检测存在近场预测不准和去、回波无法分离的现象，无法准确获得用于进行物体浅表面缺陷判断的回波声场信息，即不能有效地探测物体浅表的缺陷，进而无法实现对物体整体的无损探伤。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种超声波探伤装置，旨在解决超声波探伤检测在近场检测获得的回波声场信息不准确的问题。
[0005]本申请实施例是这样实现的，一种超声波探伤装置，所述超声波探伤装置包括：超声波发射模块、激光收发组件和处理模块；所述超声波发射模块，用于向置于介质中的待测工件发射出超声波去波；所述超声波去波向待测工件传播产生超声波回波，所述超声波去波和所述超声波回波在所述介质中形成混合声场；所述激光收发组件，用于通过探测激光对所述混合声场进行多方向探测，以获得每一个方向的探测激光经过所述混合声场后的对应路径总偏移量；所述多方向探测通过所述激光收发组件与所述超声波发射模块的相对运动来实现；所述处理模块，用于获取各探测激光的对应路径总偏移量，并输入设定的声场重构模型以重构待测工件各截面处的回波声场，进而基于所述回波声场输出用于判断待测工件缺陷的回波声场信息。
[0006]本申请实施例的另一目的在于提供一种超声波探伤方法，所述超声波探伤方法包括：
向置于介质中的待测工件发射超声波去波，以通过反射产生超声波回波，所述超声波去波与超声波回波构成混合声场；向所述混合声场发射探测激光以进行多方向探测；接收所述探测激光，以获得每一个方向的探测激光经过混合声场后的对应路径总偏移量；对各探测激光的对应路径总偏移量进行计算处理以重构待测工件各截面处的回波声场，进而基于所述回波声场输出用于判断待测工件缺陷的回波声场信息。
[0007]本申请实施例的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述中超声波探伤方法的步骤。
[0008]本申请实施例提供的一种超声波探伤装置，通过超声波探伤装置向置于介质中的待测工件发射出用于探伤的超声波去波，通过激光收发组件多方向探测超声波去波和超声波去波向待测工件传播产生的超声波回波形成的混合声场，并获得每一个方向的探测激光经过所述混合声场后的对应路径总偏移量，而后通过处理模块处理各探测激光的对应路径总偏移量以重构待测工件各截面处的回波声场，特别是可以选择重构待测工件浅表层的回波声场，能够实现待测工件整体的无损探伤。
附图说明
[0009]图1为本申请实施例提供的超声波探伤装置的模块框图；图2为本申请实施例提供的一种超声波探伤装置使用时的布置图；图3为本申请实施例提供的第一旋转机构带动激光接收模块旋转的示意图；图4为本申请实施例提供的第二旋转机构带动超声波发射模块旋转的示意图；图5为本申请实施例提供的对应路径总偏移量S、对应路径总偏移量S在xoy面上的偏移量S
xy
和对应路径总偏移量在Z方向上的偏移量S
z
的关系示意图；图6为本申请实施例提供的一种超声波探伤方法的流程图。
[0010]附图中：110、超声波发射模块；120、激光收发组件；130、处理模块；1、超声换能器；2、激光发射模块；3、激光接收模块；4、待测工件；5、混合声场横截面；6、介质；7、水箱。
具体实施方式
[0011]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0012]以下结合具体实施例对本申请的具体实现进行详细描述。
[0013]如图1、图2、图3、图4所示，为本申请实施例提供的超声波探伤装置的模块框图，包括：超声波发射模块110、激光收发组件120和处理模块130；所述超声波发射模块110，用于向置于介质6中的待测工件4发射出超声波去波；所述超声波去波向待测工件4传播产生超声波回波，所述超声波去波和所述超声波回波在所述介质6中形成混合声场；所述激光收发组件120，用于通过探测激光对所述混合声场进行多方向探测，以获
得每一个方向的探测激光经过所述混合声场后的对应路径总偏移量；所述多方向探测通过所述激光收发组件120与所述超声波发射模块110的相对运动来实现；所述处理模块130，用于获取各探测激光的对应路径总偏移量，并输入设定的声场重构模型以重构待测工件4各截面处的回波声场，进而基于所述回波声场输出用于判断待测工件缺陷的回波声场信息。
[0014]在本申请的一个实例中，超声波发射模块110是能够发射超声波的装置或系统等，对超声波发射模块110的选择不做限制，例如超声波发射模块110可以是超声换能器1，超声换能器1的型号可以为HPCTB
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II；激光收发组件120是能够发射激光、以及能够对应接受激光的装置、设备等的组合，对于激光收发组件120的选择不做限制；对介质6的选择不做限制，例如，如图2，介质6可以是水，水可以放置水箱7中，将待测工件放入有水的水箱7中；将待测工件放入到水箱7中，放置超声换能器在待测工件之上，向待测工件发射的超声波去波在不同界面处反射产生超声波回波（包含缺陷波和底波），此时超声波去波和超声波回波发生混叠，共同构成混合声场。对处理模块130不做限制，例如处理模块130可以是计算机或其他具备处理能力的设备、模块或系统。
[0015]在本申请的一个实施例中，超声波去波指的是超声波发射模块110向待测工件发射的超声波，超声波回波指的是超声波去波向待测工件传播经过待测工件经过待测工件上表面、内部缺陷和底面反射产生的回波，超声波去波经过待测工件表面、内部缺陷和底面发射产生不同类型的回波。探测激光是指激光收发组件120发射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波探伤装置，其特征在于，所述超声波探伤装置包括：超声波发射模块、激光收发组件和处理模块；所述超声波发射模块，用于向置于介质中的待测工件发射出超声波去波；所述超声波去波向待测工件传播产生超声波回波，所述超声波去波和所述超声波回波在所述介质中形成混合声场；所述激光收发组件，用于通过探测激光对所述混合声场进行多方向探测，以获得每一个方向的探测激光经过所述混合声场后的对应路径总偏移量；所述多方向探测通过所述激光收发组件与所述超声波发射模块的相对运动来实现；所述处理模块，用于获取各探测激光的对应路径总偏移量，并输入设定的声场重构模型以重构待测工件各截面处的回波声场，进而基于所述回波声场输出用于判断待测工件缺陷的回波声场信息。2.根据权利要求1所述的超声波探伤装置，其特征在于，所述激光收发组件包括：激光发射模块和对应的激光接收模块；所述激光发射模块用于向混合声场发射探测激光，所述激光接收模块用于接收所述激光发射模块发射出的探测激光；所述超声波探伤装置还包括用于设置所述超声波发射模块和所述激光收发组件的基座。3.根据权利要求2所述的超声波探伤装置，其特征在于，还包括：旋转机构，所述旋转机构为第一旋转机构或第二旋转机构；当所述旋转机构为第一旋转机构时，所述激光发射模块和所述激光接收模块通过所述第一旋转机构设置在所述基座上；所述第一旋转机构用于带动所述激光发射模块和所述激光接收模块相对于所述超声波发射模块旋转移动；所述探测激光所在的测量平面与所述超声波去波方向垂直，且穿过所述混合声场；当所述旋转机构为第二旋转机构时，所述超声波发射模块通过所述第二旋转机构设置在基座上，所述第二旋转机构用于实现所述超声波发射模块旋转；所述探测激光所在的测量平面与所述超声波去波方向垂直，且穿过所述混合声场。4.根据权利要求3所述的超声波探伤装置，其特征在于，测量时，所述第一旋转机构带动所述激光发射模块和所述激光接收模块相对于所述超声波发射模块旋转移动，使所述探测激光在测量平面上以遍历180度的方式对混合声场进行覆盖测量。5.根据权利要求3所述的超声波探伤装置，其特征在于，测量时，所述第二旋转机构用于带动所述超声波发射模块与所述待测工件共同旋转，使所述激光收发组件对旋转变化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛彬，丛培媛，李鹏程，陈玲珑，陈丹，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：