本實用新型專利技術(shù)涉及一種薄板工件相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測系統(tǒng)，包括相控陣超聲檢測儀、相控陣超聲導(dǎo)波探頭和位置編碼器，相控陣超聲導(dǎo)波探頭包括相控陣超聲探頭和超聲導(dǎo)波楔塊；超聲導(dǎo)波楔塊的豎直側(cè)面上開設(shè)有斜向矩形槽，相控陣超聲探頭包括探頭本體和陣列晶片，陣列晶片包括多個條狀矩形晶片；相控陣超聲探頭安裝在超聲導(dǎo)波楔塊的斜面上，相控陣超聲探頭與超聲導(dǎo)波楔塊之間通過耦合劑緊密結(jié)合。由于采用超聲導(dǎo)波楔塊以及陣列晶片進(jìn)行大面積檢測，提高了檢測效率，檢測區(qū)域邊緣的重疊覆蓋，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確；通過開設(shè)有斜向矩形槽的超聲導(dǎo)波楔塊，產(chǎn)生相配合的耦合監(jiān)控信號和檢測信號，對薄板工件的缺陷進(jìn)行判斷，進(jìn)一步提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種超聲檢測裝置，尤其涉及一種薄板工件相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
對于薄板工件，采用橫波斜入射一次波及二次波探傷，或者縱波垂直入射探傷等傳統(tǒng)的超聲波探傷方法是很困難的，而超聲導(dǎo)波卻非常適合薄板工件的大面積快速檢測，超聲導(dǎo)波的產(chǎn)生機理是超聲波在空間有限的介質(zhì)內(nèi)多次往復(fù)反射并進(jìn)一步產(chǎn)生復(fù)雜的疊加干涉以及幾何彌散形成的。進(jìn)行導(dǎo)波檢測的關(guān)鍵部件超聲導(dǎo)波探頭，傳統(tǒng)的超聲導(dǎo)波探頭為單晶片探頭結(jié)構(gòu)，由單晶片探頭產(chǎn)生一束導(dǎo)波，檢測的覆蓋范圍是一條聲束線，通過移動單晶片探頭實現(xiàn)面積的覆蓋，無法同時觀測一定面積的掃查圖像；或者是采用環(huán)狀多晶片探頭，探頭全部晶片同時激勵產(chǎn)生多束導(dǎo)波，對一定面積范圍內(nèi)進(jìn)行檢測，但該應(yīng)用主要用于管道檢測，同時該檢測一般不采用相控陣聚焦的方式。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種薄板工件相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測系統(tǒng)，這種薄板工件相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確檢測薄板工件的缺陷，而且檢測效率更高。采用的技術(shù)方案如下:一種薄板工件相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測系統(tǒng)，包括相控陣超聲檢測儀、相控陣超聲導(dǎo)波探頭和位置編碼器，位置編碼器安裝在相控陣超聲導(dǎo)波探頭上，相控陣超聲導(dǎo)波探頭和位置編碼器均與相控陣超聲檢測儀電連接，其特征是:包括相控陣超聲探頭和超聲導(dǎo)波楔塊；超聲導(dǎo)波楔塊具有底面、與底面相對的斜面，以及與底面、斜面相鄰的豎直側(cè)面；豎直側(cè)面上開設(shè)有斜向矩形槽，斜向矩形槽的兩端分別延伸至底面和斜面上；相控陣超聲探頭包括探頭本體和陣列晶片，陣列晶片包括多個條狀矩形晶片；相控陣超聲探頭安裝在超聲導(dǎo)波楔塊的斜面上，相控陣超聲探頭與超聲導(dǎo)波楔塊之間通過耦合劑緊密結(jié)合，相控陣超聲探頭中的陣列晶片沿斜向矩形槽的深度方向排列在斜面上，并且各個條狀矩形晶片均處于斜向矩形槽的下方；斜向矩形槽的深度至少跨過8個條狀矩形晶片的中心聲束。上述相控陣超聲探頭的陣列晶片由復(fù)合材料制成，用機械方法切割成多個條狀矩形晶片，每個條狀矩形晶片可單獨激發(fā)，陣列晶片形式為線性陣列。相控陣超聲檢測儀通過相控聚焦的方式激勵相控陣超聲導(dǎo)波探頭，使相控陣超聲導(dǎo)波探頭產(chǎn)生超聲導(dǎo)波和垂直入射薄板工件的超聲波，產(chǎn)生的超聲導(dǎo)波用于薄板工件檢測，產(chǎn)生的垂直進(jìn)入薄板工件的超聲波用于探頭耦合情況的監(jiān)控，位置編碼器隨相控陣超聲導(dǎo)波探頭移動，相控陣超聲檢測儀同時采集相控陣超聲導(dǎo)波探頭接收的信號及位置編碼器記錄的相控陣超聲導(dǎo)波探頭位置信息，并通過成像軟件在相控陣超聲檢測儀的顯示器上顯示，實現(xiàn)薄板工件的快速大面積的導(dǎo)波成像掃描檢測。其中相控陣超聲導(dǎo)波探頭部分，從斜向矩形槽的一側(cè)開始，對各個條狀矩形晶片進(jìn)行編號，例如，按順序1、2、3、……、64進(jìn)行排序；假設(shè)斜向矩形槽的深度跨過N個條狀矩形晶片，采用相控陣方式激勵相控陣超聲導(dǎo)波探頭時，第I次激勵的晶片為序號I至N，第2次為2至N+1，第3次為3至N+2，……，每次激勵均采用相同的聚焦法則，第I次至第N次激勵產(chǎn)生的超聲波經(jīng)斜向矩形槽反射后垂直入射薄板工件，經(jīng)薄板工件底面反射后作為耦合監(jiān)控信號，耦合監(jiān)控信號用于超聲探頭的耦合情況監(jiān)控，而第N+1次至最后一次激勵產(chǎn)生的超聲導(dǎo)波經(jīng)楔塊直接入射薄板工件，沒有經(jīng)過斜向矩形槽反射的作為檢測信號，這些檢測信號用于判斷薄板工件是否存在缺陷。由于采用超聲導(dǎo)波楔塊以及陣列晶片進(jìn)行大面積檢測，一方面大量減少相控陣超聲導(dǎo)波探頭在薄板工件表面上的移動次數(shù)，大幅度提高了檢測效率，而且檢測區(qū)域邊緣的重疊覆蓋，避免了缺陷的漏檢測，使得檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確；另外，通過在超聲導(dǎo)波楔塊的豎直側(cè)面上開設(shè)斜向矩形槽，經(jīng)斜向矩形槽反射后的信號作為耦合監(jiān)控信號，沒有經(jīng)斜向矩形槽反射的檢測信號，作為薄板工件是否有缺陷的判定信號，耦合監(jiān)控信號與檢測信號相配合對薄板工件的缺陷進(jìn)行判斷，進(jìn)一步提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。作為本技術(shù)的優(yōu)選方案，所述陣列晶片中條狀矩形晶片的數(shù)量為64個。作為本技術(shù)的優(yōu)選方案，所述條狀矩形晶片的頻率為5MHz。作為本技術(shù)的優(yōu)選方案，所述斜向矩形槽的長度方向與所述底面的夾角β為:β=90° -0.5α，其中α為超聲波束在超聲導(dǎo)波楔塊內(nèi)的入射角。斜向矩形槽與底面的夾角根據(jù)Snell定律進(jìn)行確定，即是，斜向矩形槽的長度方向與底面的夾角β為:β=90° -0.5α，其中α為超聲波束在超聲導(dǎo)波楔塊內(nèi)的入射角，使得超聲波的聲束入射到斜向矩形槽反射之后垂直入射進(jìn)入薄板工件。作為本技術(shù)的優(yōu)選方案，所述超聲導(dǎo)波楔塊的斜面上開設(shè)有4個安裝定位孔，所述探頭本體通過四個螺釘安裝在超聲導(dǎo)波楔塊上。作為本技術(shù)的優(yōu)選方案，所述陣列晶片中各個條狀矩形晶片之間的中心間距為 0.6mm。作為本技術(shù)進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述超聲導(dǎo)波楔塊的斜向矩形槽的深度為5mm，斜向矩形槽的深度跨過8個條狀矩形晶片的中心聲束。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:由于采用超聲導(dǎo)波楔塊以及陣列晶片進(jìn)行大面積檢測，一方面大量減少相控陣超聲導(dǎo)波探頭在薄板工件表面上的移動次數(shù)，大幅度提高了檢測效率，而且檢測區(qū)域邊緣的重疊覆蓋，避免了缺陷的漏檢測，使得檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確；另外，通過在超聲導(dǎo)波楔塊的豎直側(cè)面上開設(shè)斜向矩形槽，經(jīng)斜向矩形槽反射后的信號作為耦合監(jiān)控信號，沒有經(jīng)斜向矩形槽反射的作為判斷薄板工件是否存在缺陷的檢測信號，耦合監(jiān)控信號與檢測信號相配合對薄板工件的缺陷進(jìn)行判斷，進(jìn)一步提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。【附圖說明】圖1是本技術(shù)優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是相控陣超聲導(dǎo)波探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是陣列晶片在超聲導(dǎo)波楔塊上布置的示意圖；圖4是超聲波經(jīng)斜向矩形槽反射后垂直入射進(jìn)入薄板工件的示意圖；圖5是陣列晶片中各個條狀矩形晶片的排序示意圖。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖和本技術(shù)的優(yōu)選實施方式做進(jìn)一步的說明。如圖1?圖4所示，這種薄板工件相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測系統(tǒng)，包括相控陣超聲檢測儀1、相控陣超聲導(dǎo)波探頭2和位置編碼器3 ;位置編碼器3安裝在相控陣超聲導(dǎo)波探頭2上，相控陣超聲導(dǎo)波探頭2和位置編碼器3均與相控陣超聲檢測儀I電連接；相控陣超聲導(dǎo)波探頭2包括超聲探頭201和超聲導(dǎo)波楔塊202 ;超當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種薄板工件相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測系統(tǒng)，包括相控陣超聲檢測儀、相控陣超聲導(dǎo)波探頭和位置編碼器，位置編碼器安裝在相控陣超聲導(dǎo)波探頭上，相控陣超聲導(dǎo)波探頭和位置編碼器均與相控陣超聲檢測儀電連接，其特征是：所述相控陣超聲導(dǎo)波探頭包括相控陣超聲探頭和超聲導(dǎo)波楔塊；超聲導(dǎo)波楔塊具有底面、與底面相對的斜面，以及與底面、斜面相鄰的豎直側(cè)面；豎直側(cè)面上開設(shè)有斜向矩形槽，斜向矩形槽的兩端分別延伸至底面和斜面上；相控陣超聲探頭包括探頭本體和陣列晶片，陣列晶片包括多個條狀矩形晶片；相控陣超聲探頭安裝在超聲導(dǎo)波楔塊的斜面上，相控陣超聲探頭與超聲導(dǎo)波楔塊之間通過耦合劑緊密結(jié)合，相控陣超聲探頭中的陣列晶片沿斜向矩形槽的深度方向排列在斜面上，并且各個條狀矩形晶片均處于斜向矩形槽的下方；斜向矩形槽的深度至少跨過8個條狀矩形晶片的中心聲束。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：付汝龍，陳建華，林齊梅，林丹源，彭斯婷，詹紅慶，陳偉，
申請(專利權(quán))人：廣東汕頭超聲電子股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44
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