【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声波缺陷检测，更具体地说，本专利技术涉及高灵敏度超声波缺陷检测方法及装置。
技术介绍
1、在制造和工程领域中，金属板材被广泛用于制造汽车零部件、航空航天构件、建筑结构等，然而，金属板材在制造过程中可能会存在各种缺陷，如裂纹、气泡、夹杂物或疲劳损伤，这些缺陷可能影响产品的质量和耐久性；金属板材缺陷检测方法通常使用超声波检测技术，利用超声波穿透金属材料并检测返回的信号，分析信号特征来确定缺陷的类型、位置和尺寸，具有高灵敏度、高精度和准确性的优势，能够发现微小尺寸或深层的缺陷；
2、然而传统超声波装置的内部参数均由工作人员提前设定好，在一次金属板材的缺陷检测中无法进行实时调整，导致超声波装置的检测灵敏度较低，检测精度也较低；当然也存在智能参数调整的超声波装置，例如公开号为cn117388373a的专利公开了一种超声波缺陷检测方法及装置；包括：获取配置参数，进行内核初始化；选择初始产品配方，对无缺陷样品定位扫描，调节初始产品配方至扫描出来的图像纹理清晰时获得匹配产品配方，对无缺陷样品的无缺陷区域图像制作检测模板；使用匹配产品配方对待测产品扫描采样，设置采样时间延迟量t和长度l，计算不同材料层相对应的时间延迟量tn和长度ln，将整体采样数据分成n个切片特征层，选择采集模式进行取样，灰度转换，匹配检测模板，识别出缺陷；此专利技术对不同厚度和材质的产品灵活调整产品配方，高效、准确的实现产品的内部检测；
3、但上述技术仅根据产品厚度获取对应的超声波装置内部参数，并且在产品图像纹理线条模糊不清时，对超声波装
4、鉴于此，本专利技术提出高灵敏度超声波缺陷检测方法及装置以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：高灵敏度超声波缺陷检测方法，包括：
2、采集超声波参数和金属板材数据；超声波参数包括频率、功率、振幅和增益；金属板材数据包括板材类型、板材密度、板材厚度、板材表面粗糙度以及残余应力；
3、根据金属板材数据，采用遗传算法获取对应的目标超声波参数；
4、根据获取的目标超声波参数，控制超声波参数调节至目标超声波参数。
5、进一步地，所述频率为超声波在介质中每个单位时间内传播的周期数量；所述功率为超声波装置发射超声波的能量大小；所述振幅为超声波波形的峰值大小；所述增益为超声波装置放大接收信号的程度；所述板材类型为金属板材的类型；所述板材密度为金属板材的紧密程度；所述板材厚度为金属板材的厚度；所述板材表面粗糙度为金属板材表面的起伏程度；所述残余应力为在外力作用下对金属板材施加塑性应力后，除去外力但内部应力平衡破坏仍留存在金属板材中的应力状态。
6、进一步地，所述板材厚度的获取方法包括：
7、根据超声波装置的检测范围将金属板材划分为n个区域，将每个区域的中心点标记为采样点，即获取m个采样点，其中m=n；
8、使用激光传感器，在缺陷检测平台上未放置金属板材时，激光传感器发射激光光束照射在缺陷检测平台上，并接收反射回来的激光光束，获取激光传感器从发射激光光束到接受激光光束所经历的时间，并标记为初始时间；在缺陷检测平台上放置金属板材时，激光传感器依次在m个采样点发射激光光束照射在金属板材上，即依次移动激光传感器，使得移动激光传感器依次位于m个采样点的正上方，并接收反射回来的激光光束，依次获取激光传感器从发射激光光束到接受激光光束所经历的时间，并标记为检测时间；预设初始激光速度，初始激光速度为真空中的光速，采集环境温度，环境温度为缺陷检测平台所处环境的温度；根据环境温度和初始激光速度计算实际激光速度；
9、实际激光速度的表达式为：；
10、式中，为实际激光速度，为初始激光速度，为环境温度，为预设权重系数；
11、通过实际激光速度和初始时间的乘积，计算初始距离，初始距离为激光传感器与缺陷检测平台间的距离；
12、初始距离的表达式为：；
13、式中，为初始距离，为初始时间；
14、通过实际激光速度分别和m个采样点的检测时间的乘积，计算m个采样点的实际距离，实际距离为激光传感器与采样点间的距离；
15、实际距离的表达式为：；
16、式中，为第i个采样点的实际距离，为第i个采样点的检测时间，；
17、根据初始距离和m个采样点的实际距离，获取m个采样点的板材厚度；
18、板材厚度的表达式为：；
19、式中，为第i个采样点的板材厚度。
20、进一步地，所述板材表面粗糙度的获取方法包括：
21、根据m个采样点的实际距离，沿同方向依次计算两个相邻采样点间的高度差数据，获取a个高度差数据，其中m=a；
22、高度差数据的表达式为：；
23、式中，为第j个高度差数据，，第j个高度差数据为第i个采样点与第i+1个采样点间的高度差数据，第a个高度差数据为第1个采样点与第m个采样点间的高度差数据；
24、将a个高度差数据相加求和，并计算a个高度差数据的平均值，将平均值标记为板材表面粗糙度；
25、板材表面粗糙度的表达式为：；
26、式中，为板材表面粗糙度。
27、进一步地，所述残余应力的获取方法包括：
28、采用x光源产生能够衍射的x射线照射金属板材表面，采用光栅和探测器捕捉m个采样点的衍射角；获取金属板材对应的初始衍射角，初始衍射角为无残余应力下，金属板材对应的衍射角；根据m个采样点的衍射角和金属板材对应的初始衍射角，计算m个采样点对应的衍射角差值；
29、衍射角差值的表达式为：；
30、式中，为第i个采样点的衍射角差值，为第i个采样点的衍射角，为金属板材对应的初始衍射角；
31、获取金属板材的布拉格常数k和面应力-变形度曲线；根据金属板材的布拉格常数k和m个采样点对应的衍射角差值，采用布拉格定律计算m个采样点对应的相对晶面间距变化率；在金属板材的面应力-变形度曲线中，根据m个采样点对应的相对晶面间距变化率，获取m个采样点对应的残余应力；
32、相对晶面间距变化率的表达式为：；
33、式中，为第i个采样点的相对晶面间距变化率。
34、进一步地，所述目标超声波参数的获取方法包括：
35、步骤1：对超声波参数进行编码，获取染色体，构建初始种群；
36、步骤2：确定适应度函数；
37、步骤3：对种群中的染色体进行自然选择；
38、步骤4：对种群中的染本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述频率为超声波在介质中每个单位时间内传播的周期数量；所述功率为超声波装置发射超声波的能量大小；所述振幅为超声波波形的峰值大小；所述增益为超声波装置放大接收信号的程度；所述板材类型为金属板材的类型；所述板材密度为金属板材的紧密程度；所述板材厚度为金属板材的厚度；所述板材表面粗糙度为金属板材表面的起伏程度；所述残余应力为在外力作用下对金属板材施加塑性应力后，除去外力但内部应力平衡破坏仍留存在金属板材中的应力状态。
3.根据权利要求2所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述板材厚度的获取方法包括：
4.根据权利要求3所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述板材表面粗糙度的获取方法包括：
5.根据权利要求4所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述残余应力的获取方法包括：
6.根据权利要求5所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述目标超声波参数的获取方法包括：
7
8.根据权利要求7所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤2中，适应度函数的表达式为：；
9.根据权利要求8所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤3中，自然选择采用精英法和轮转法相结合的方法进行；其中精英法产生个后代染色体，对于容量为N的种群，将N个染色体对应的适应度由大到小进行排列，将排在最前面的个染色体各产生一个后代染色体；轮转法产生个后代染色体，即N个染色体根据对应的轮转概率产生个后代染色体；；
10.根据权利要求9所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，计算目标超声波参数对应的适应度，判断是否生成迁移指令；若生成迁移指令，计算扩大倍数，根据扩大倍数将超声波参数范围值进行扩大，并再次采用遗传算法获取对应的目标超声波参数，根据再次获取的目标超声波参数将金属板材迁移至对应的缺陷检测平台；
11.一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-10任一项所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-10任一项所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法。
...【技术特征摘要】
1.高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述频率为超声波在介质中每个单位时间内传播的周期数量；所述功率为超声波装置发射超声波的能量大小；所述振幅为超声波波形的峰值大小；所述增益为超声波装置放大接收信号的程度；所述板材类型为金属板材的类型；所述板材密度为金属板材的紧密程度；所述板材厚度为金属板材的厚度；所述板材表面粗糙度为金属板材表面的起伏程度；所述残余应力为在外力作用下对金属板材施加塑性应力后，除去外力但内部应力平衡破坏仍留存在金属板材中的应力状态。
3.根据权利要求2所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述板材厚度的获取方法包括：
4.根据权利要求3所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述板材表面粗糙度的获取方法包括：
5.根据权利要求4所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述残余应力的获取方法包括：
6.根据权利要求5所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述目标超声波参数的获取方法包括：
7.根据权利要求6所述的高灵敏度超声波缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤1中，将超声波参数编码为x，x即为染色体；获取超声波参数范围值，超声波参数范围值包括频率范围值、功率范围值、振幅范围值和增益范围值，x的范围即为超声波参数范围值；随机生成n个染色体构成初始种...
【专利技术属性】
技术研发人员：李骁，黄安乐，
申请(专利权)人：陕西昌硕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。