使用超声波对铸件进行无损探伤的方法及探伤系统技术方案

本发明专利技术涉及金属超声波检测技术领域，且公开了使用超声波对铸件进行无损探伤的方法及探伤系统，包括以下步骤：对设备与工件进行快速建模及声学基准标定，获取统一坐标系、声速延迟基准及最优声束路径；多视角超声回波实时采集与缓存，得到高完整度原始数据流；基于该数据流实施自适应噪声扩散，构建匹配散射特性的扩散数据栈；对扩散栈执行散射补偿逆扩散与超分辨融合，获得高分辨净化回波图像；对图像质量指标实施闭环调控，实时优化扫描参数；结合优化后的图像与扫描参数，采用分割网络及在线增量微调，实现缺陷识别与自动判级。该系统兼具高分辨率、实时性及自适应闭环控制，显著提高了铸件缺陷检测的可靠性与准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属超声波检测，具体为使用超声波对铸件进行无损探伤的方法及探伤系统。

技术介绍

1、超声相控阵检测技术在铸件质量控制领域已从早期的单通道a-scan模式演进至全矩阵捕获（fmc）与总聚焦算法（tfm）阶段，机械臂自动扫查系统逐步替代传统人工手动探伤。2023年提出的机器人-超声路径规划方法通过实时回波强度动态调整扫描姿态，实现检测过程的局部自适应；2024年发展的扩散模型超声超分辨技术验证了深度生成网络对二维b-mode图像噪声抑制与分辨率提升的潜力；2025年进一步将扩散模型与卷积神经网络（cnn）结合，实现了单面检测数据的缺陷自动分类与评价。然而，上述技术仍呈现“单点式”改良特征：机器人路径规划研究未构建统一的声学-几何基准坐标系，导致多视角数据融合困难；超声图像超分辨重建技术未针对厚壁铸件的晶粒散射特性优化，且无法实现多视角三维复振幅数据的实时重建；缺陷自动评价模型未与现场采集参数形成闭环联动，泛化性受限于训练数据分布。现有技术因缺乏贯穿“坐标校准—数据采集—实时成像—缺陷评估—参数反馈”的协同框架，在复杂曲面、大尺寸铸件检测中仍面临回本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.使用超声波对铸件进行无损探伤的方法，其特征在于：包括：S1：对设备与工件快速建模及声学基准设定以得到统一坐标系、声速延迟基准及最优声束路径，并将所述统一坐标系、声速延迟基准及最优声束路径进行参数封装以得到系统共享的数据字典；S2：根据所述数据字典生成多视角回波，并对所述多视角回波进行实时采集与缓存以得到高完整度原始数据流；S3：利用所述高完整度原始数据流对回波施加自适应噪声扩散以得到匹配散射特性的扩散数据栈；S4：利用所述匹配散射特性的扩散数据栈对数据执行散射补偿逆扩散与超分辨融合以得到高分辨净化回波图像；S5：对所述高分辨净化回波图像的图像质量指标实施闭环调控以得到实时优化的扫描参...

【技术特征摘要】

1.使用超声波对铸件进行无损探伤的方法，其特征在于：包括：s1：对设备与工件快速建模及声学基准设定以得到统一坐标系、声速延迟基准及最优声束路径，并将所述统一坐标系、声速延迟基准及最优声束路径进行参数封装以得到系统共享的数据字典；s2：根据所述数据字典生成多视角回波，并对所述多视角回波进行实时采集与缓存以得到高完整度原始数据流；s3：利用所述高完整度原始数据流对回波施加自适应噪声扩散以得到匹配散射特性的扩散数据栈；s4：利用所述匹配散射特性的扩散数据栈对数据执行散射补偿逆扩散与超分辨融合以得到高分辨净化回波图像；s5：对所述高分辨净化回波图像的图像质量指标实施闭环调控以得到实时优化的扫描参数；s6：利用所述高分辨净化回波图像及所述实时优化的扫描参数对缺陷进行识别与在线学习并在缺陷掩码与判级标签的监督下对分割网络权重进行增量微调后得到自动化判级结果。

2.根据权利要求1所述的使用超声波对铸件进行无损探伤的方法，其特征在于，所述步骤s1还包括：s11：对超声探头与机械臂进行姿态标定以得到所述统一坐标系；s12：对铸件表面进行三维重建并与机械臂坐标融合以完善所述统一坐标系；s13：对声速及阵元延迟进行标定以得到所述声速延迟基准；s14：利用所述统一坐标系和声速延迟基准对候选入射角执行gpu射线追迹评估以得到所述最优声束路径；s15：通过参数封装对所述统一坐标系、声速延迟基准及最优声束路径进行同步分发以得到系统共享的数据字典。

3.根据权利要求1所述的使用超声波对铸件进行无损探伤的方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：s21：利用机械臂姿态扇扫对所述最优声束路径进行宏观偏转以得到粗级多视角回波；s22：通过电子延迟法则对所述粗级多视角回波进行细级主束偏转以得到中级多视角回波；s23：通过全矩阵采集与实时卷帘缓存对所述中级多视角回波进行零等待采集以得到实时缓存的全矩阵回波数据流；s24：通过统一坐标映射对所述实时缓存的全矩阵回波数据流进行体素化写入以得到空间配准的三维原始数据块；s25：通过覆盖度评估与自适应补扫对所述三维原始数据块进行完整性增强以得到高完整度原始数据流。

4.根据权利要求3所述的使用超声波对铸件进行无损探伤的方法，其特征在于：所述步骤s3还包括：s31：通过频域统计评估对所述高完整度原始数据流进行噪声谱测量以得到局部-全局snr映射；s32：通过自适应调度序列生成器对所述局部-全局snr映射进行参数映射以得到时变噪声计划序列；所述参数映射过程由如下公式得到:；

5.根据权利要求4所述的使用超声波对铸件进行无损探伤的方法，其特征在于：所述步骤s4还包括：s41：通过散射积分补偿逆扩散算子对所述匹配散射特性的扩散数据栈进行逐步反演以得到无噪声初分辨回波帧；s42：通过视角-频域联合滤波对所述无噪声初分辨回波帧进行跨视角超分辨融合以得到超分辨初图；s43：通过广义伽马不确定性锐化对所述超分辨初图进行自适应增强以得到高分辨净化回波图像。

6.根据权利要求5所述的使用超声波对铸件进行无损探伤的方法，其特征在于：所述步骤s41还包括：s411：对所述扩散数据栈进行散射积分核求解处理以得到频域补偿查找表；所述散射积分核求解公式如下:；公式中，是频域散射补偿核系数，用于逆扩散阶段按频率补偿晶粒散射引起的能量衰减；是频率模量，即三维频率向量的欧氏范数；是散射衰减参数；是经验散射衰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巍桦，倪嘉奴，
申请(专利权)人：浙江港航重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：