一種基于tofd和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法、裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波探傷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法、裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]TOFD(Time Of Flight Diffract1n、超聲波衍射時(shí)差法)是一種依靠從待檢試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)(主要是指缺陷)的“端角”和“端點(diǎn)”處得到的衍射能量來檢測(cè)缺陷的方法，主要應(yīng)用于缺陷的檢測(cè)、定量和定位。TOFD技術(shù)作為近幾年來新發(fā)展應(yīng)用起來的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于一些危害性的缺陷(如裂紋)有很好的檢出效果，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量有積極的意義。但是另一方面，它還存在定位精確度不足(橫向位置及縱向深度)和非平行掃查時(shí)難以檢出橫向缺陷的問題。
[0003]傳統(tǒng)的超聲波檢測(cè)對(duì)缺陷的水平位置以及深度測(cè)量有較高的精度，但它存在聲束擴(kuò)散角過窄，無法在定距離(探頭前端距焊縫邊緣距離保持不變)掃查的情況下將焊縫區(qū)域全覆蓋掃查進(jìn)行定位，只能作為TOFD檢測(cè)過程中表面和底面盲區(qū)的檢測(cè)的補(bǔ)充。
[0004]所以，如何克服上述兩種超聲波檢測(cè)方法的缺陷，解決上述兩個(gè)問題對(duì)提高超聲波檢測(cè)質(zhì)量、保證廣品壽命、減少工程事故發(fā)生和減少人民生命財(cái)廣損失有著重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法、裝置，以TOFD掃查為主、相控陣掃查為輔對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行精確定位，克服了 TOFD掃查定位精度差、非平行掃查時(shí)橫向缺陷難以檢出的問題。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]第一方面，提供一種基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法，包括:
[0008]使用TOFD超聲波檢測(cè)方法對(duì)焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置；
[0009]使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識(shí)出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對(duì)標(biāo)識(shí)出的缺陷進(jìn)行定位。
[0010]其中，所述使用TOFD超聲波檢測(cè)方法對(duì)焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置，包括:
[0011]在焊縫的一側(cè)放置發(fā)射探頭，焊縫的另一側(cè)放置接收探頭；
[0012]將所述接收探頭接收到的從所述發(fā)射探頭發(fā)出、經(jīng)過缺陷的超聲波衍射信號(hào)，代入預(yù)設(shè)的橢圓數(shù)學(xué)模型，計(jì)算求出缺陷位置；
[0013]其中，所述橢圓數(shù)學(xué)模型的橢圓焦點(diǎn)分別為發(fā)射探頭位置和接收探頭位置。
[0014]其中，所述發(fā)射探頭發(fā)射的超聲波束和接收探頭接收的超聲波束位于同一條直線上、且該直線與所述焊縫成30-75°夾角，或所述發(fā)射探頭發(fā)射的超聲波束和接收探頭接收的超聲波束成90°夾角。
[0015]其中，所述標(biāo)識(shí)出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對(duì)標(biāo)識(shí)出的缺陷進(jìn)行定位之后，還包括:在相控陣扇掃圖或相控陣線掃圖中顯示標(biāo)識(shí)出的缺陷。
[0016]其中，所述使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，包括:
[0017]將相控陣超聲波探頭設(shè)置于確定出的缺陷位置對(duì)應(yīng)的發(fā)射探頭的位置，使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)焊縫進(jìn)行掃查。
[0018]第二方面，提供一種基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位裝置，包括:
[0019]TOFD檢測(cè)單元，用于使用TOFD超聲波檢測(cè)方法對(duì)焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置；
[0020]相控陣檢測(cè)單元，用于使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識(shí)出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對(duì)標(biāo)識(shí)出的缺陷進(jìn)行定位。
[0021]其中，所述TOFD檢測(cè)單元，具體用于:
[0022]在焊縫的一側(cè)放置發(fā)射探頭，焊縫的另一側(cè)放置接收探頭；
[0023]將所述接收探頭接收到的從所述發(fā)射探頭發(fā)出、經(jīng)過缺陷的超聲波衍射信號(hào)，代入預(yù)設(shè)的橢圓數(shù)學(xué)模型，計(jì)算求出缺陷位置；
[0024]其中，所述橢圓數(shù)學(xué)模型的橢圓焦點(diǎn)分別為發(fā)射探頭位置和接收探頭位置。
[0025]其中，所述發(fā)射探頭發(fā)射的超聲波束和接收探頭接收的超聲波束位于同一條直線上、且該直線與所述焊縫成30-75°夾角，或所述發(fā)射探頭發(fā)射的超聲波束和接收探頭接收的超聲波束成90°夾角。
[0026]其中，所述基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位裝置，還包括顯示單元，所述顯示單元，用于在相控陣扇掃圖或相控陣線掃圖中顯示標(biāo)識(shí)出的缺陷。
[0027]其中，所述使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，包括:
[0028]將相控陣超聲波探頭設(shè)置于確定出的缺陷位置對(duì)應(yīng)的發(fā)射探頭的位置，使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)焊縫進(jìn)行掃查。
[0029]本發(fā)明的有益效果在于:一種基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法、裝置包括TOFD檢測(cè)單元和相控陣檢測(cè)單元，所述TOFD檢測(cè)單元，用于使用TOFD超聲波檢測(cè)方法對(duì)焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置；所述相控陣檢測(cè)單元，用于使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識(shí)出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對(duì)標(biāo)識(shí)出的缺陷進(jìn)行定位。超聲波相控陣檢測(cè)可以精確確定缺陷的水平方向和深度方向的位置信息，在與TOFD檢測(cè)配合定位的過程中，以TOFD掃查為主、相控陣掃查為輔對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行精確定位，克服了 TOFD掃查定位精度差、非平行掃查時(shí)橫向缺陷難以檢出的問題。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法第一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。
[0032]圖2是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖3是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法第二個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。
[0034]圖4是本發(fā)明提供的TOFD超聲波檢測(cè)的原理圖。
[0035]圖5是本發(fā)明提供的橢圓數(shù)學(xué)模型的原理圖。
[0036]圖6是本發(fā)明提供的進(jìn)行TOFD超聲波檢測(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖7是本發(fā)明提供的進(jìn)行TOFD超聲波檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果示意圖。
[0038]圖8是本發(fā)明提供的相控陣超聲波檢測(cè)的原理圖。
[0039]圖9是本發(fā)明提供的利用TOFD超聲波進(jìn)行橫向缺陷檢測(cè)第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖10是本發(fā)明提供的利用TOFD超聲波進(jìn)行橫向缺陷檢測(cè)第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖11是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位裝置第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0042]圖12是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位裝置第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044]請(qǐng)參考圖1，其是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法第一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖。本發(fā)明實(shí)施例的基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法，可結(jié)合各類相控陣超聲波探傷儀和TOFD超聲波探傷儀使用。
[0045]該基于TOFD和相控陣的超聲波檢測(cè)定位方法，包括:
[0046]步驟S101、使用TOFD超聲波檢測(cè)方法對(duì)焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置。
[0047]步驟S102、使用相控陣超聲波檢測(cè)方法對(duì)確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識(shí)出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對(duì)標(biāo)識(shí)出的缺陷進(jìn)行定位。
[0048]請(qǐng)參考圖2，其是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲