一種基于tofd和相控陣的超聲波檢測定位方法、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缺陷的方法，主要應(yīng)用于缺陷的檢測、定量和定位。TOFD技術(shù)作為近幾年來新發(fā)展應(yīng)用起來的檢測技術(shù)，對于一些危害性的缺陷(如裂紋)有很好的檢出效果，對提高產(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)的超聲波檢測對缺陷的水平位置以及深度測量有較高的精度，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檢測過程中表面和底面盲區(qū)的檢測的補(bǔ)充。
[0004]所以，如何克服上述兩種超聲波檢測方法的缺陷，解決上述兩個(gè)問題對提高超聲波檢測質(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定位方法、裝置，以TOFD掃查為主、相控陣掃查為輔對焊縫缺陷進(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定位方法，包括:
[0008]使用TOFD超聲波檢測方法對焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置；
[0009]使用相控陣超聲波檢測方法對確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對標(biāo)識出的缺陷進(jìn)行定位。
[0010]其中，所述使用TOFD超聲波檢測方法對焊縫進(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，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)識出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對標(biāo)識出的缺陷進(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)識出的缺陷。
[0016]其中，所述使用相控陣超聲波檢測方法對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應(yīng)的發(fā)射探頭的位置，使用相控陣超聲波檢測方法對焊縫進(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定位裝置，包括:
[0019]TOFD檢測單元，用于使用TOFD超聲波檢測方法對焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置；
[0020]相控陣檢測單元，用于使用相控陣超聲波檢測方法對確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對標(biāo)識出的缺陷進(jìn)行定位。
[0021]其中，所述TOFD檢測單元，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，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)識出的缺陷。
[0027]其中，所述使用相控陣超聲波檢測方法對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應(yīng)的發(fā)射探頭的位置，使用相控陣超聲波檢測方法對焊縫進(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定位方法、裝置包括TOFD檢測單元和相控陣檢測單元，所述TOFD檢測單元，用于使用TOFD超聲波檢測方法對焊縫進(jìn)行掃查，確定出缺陷位置；所述相控陣檢測單元，用于使用相控陣超聲波檢測方法對確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對標(biāo)識出的缺陷進(jìn)行定位。超聲波相控陣檢測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檢測配合定位的過程中，以TOFD掃查為主、相控陣掃查為輔對焊縫缺陷進(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，下面將對本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，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定位方法進(jìn)行檢測的結(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超聲波檢測的檢測結(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定位方法，包括:
[0046]步驟S101、使用TOFD超聲波檢測方法對焊縫進(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方法對確定出的缺陷位置附近的焊縫進(jìn)行掃查，標(biāo)識出尺寸超過預(yù)設(shè)尺寸閾值的缺陷，并對標(biāo)識出的缺陷進(jìn)行定位。
[0048]請參考圖2，其是本發(fā)明提供的基于TOFD和相控陣的超聲