過應(yīng)用幾個(gè)逆延遲規(guī)律而被處理，每一個(gè) 逆延遲規(guī)律對(duì)應(yīng)于包括在主超聲波束中的傾角值。這些逆延遲規(guī)律使用從W003/050527已 知的技術(shù)進(jìn)行常規(guī)計(jì)算。作為一個(gè)例子，各傾角彼此以5°的值相區(qū)別。緊接著一次發(fā)射，在 檢查的管段中，以包括在形成于該發(fā)射的主超聲波束中的不同的傾角取向的缺陷被檢測(cè)， 在每一種情況下，具有實(shí)際上相同的信噪比。在該第二開發(fā)中，取向包括在對(duì)應(yīng)于該發(fā)射的 超聲波束的孔徑中并且關(guān)于該束的理論方向的傾角偏斜的缺陷被以剛好的信噪比檢測(cè)。換 句話說，該第二開發(fā)改進(jìn)了細(xì)微缺陷的檢測(cè)。換句話說，該裝置在該情況下具有更好的分辨 率。
[0205] 舉一個(gè)例子，在發(fā)送的超聲波束具有40°的打開角并且應(yīng)用對(duì)應(yīng)于相應(yīng)5°偏斜 的延遲規(guī)律，關(guān)于該束的理論方向以〇, ±5°，±10°，±15°，±20°偏斜的缺陷被非常 有效地檢測(cè)。
[0206] 現(xiàn)在參照?qǐng)D17, 18A和18B。
[0207] 這些圖圖示了稱作"聲透射區(qū)"的區(qū)域，即由用于檢查所有可能取向的缺陷的超聲 波束中的一個(gè)的至少一部分撞擊。這些圖由模擬得到。
[0208] 圖17對(duì)應(yīng)于參照配置。在該配置下，已經(jīng)實(shí)行了 72個(gè)發(fā)射，每次沿關(guān)于之前的發(fā) 射具有5°傾角的方向。圖17顯示了在-6分貝下的聲透射區(qū)域170或焦點(diǎn)區(qū)域，該區(qū)域集 中了最大能量。區(qū)域170是橢圓環(huán)形式，并且?guī)缀跏蔷鶆虻?。聲透射區(qū)域170測(cè)量為在在 大約50毫米乘以30毫米范圍內(nèi)。
[0209] 圖18A對(duì)應(yīng)于根據(jù)第一實(shí)施例的第一變形形式的配置，在該情況中"paintbrush" 技術(shù)在后處理過程中被應(yīng)用。參數(shù)P為15°。僅需要8個(gè)發(fā)射以獲得圖18A的結(jié)果。對(duì) 于所有的瞄準(zhǔn)線，幅值實(shí)際上是相同的。圖18A顯示了看起來幾乎為橢圓環(huán)的聲透射區(qū)域 180。該聲透射區(qū)域180測(cè)量為在大約50毫米乘以35毫米范圍內(nèi)，和圖17的聲透射區(qū)非 常相近。
[0210] 圖18B對(duì)應(yīng)于根據(jù)第二實(shí)施例的配置，在該情況下所謂的"paintbrush"技術(shù)在后 處理過程中被應(yīng)用。超聲波束在25毫米處離焦。圖18B顯示了為橢圓形外觀的聲透射區(qū)域 185。聲透射區(qū)域185寬度大約在80毫米乘以60毫米范圍內(nèi)，接近圖17的參照區(qū)。在-6 分貝下該區(qū)域比第一實(shí)施例的更寬闊。橢圓的中心部分也被聲透射，盡管該區(qū)域是較少用 于管檢查。
[0211] 與圖18A相比，圖18B顯示出更均勻的聲透射區(qū)185,其對(duì)應(yīng)于所有檢查方向的實(shí) 際上相似的能量水平。
[0212] 與圖18B相比，圖18A顯示了沒有被聲透射的橢圓形中心區(qū)域，這意味著信噪比更 好。然而，第二實(shí)施例提供了更快的檢查速度。
[0213] 對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例的第二變形形式的聲透射圖沒有被顯示。該圖具有比圖17,圖 18A和18B示出的更寬闊的橢圓聲透射區(qū)域。它導(dǎo)致較差的信噪比和相對(duì)的能量損失。但 是，該圖沿瞄準(zhǔn)線具有更高的均勻性，這有利于檢查。特別是，不需要以補(bǔ)償各瞄準(zhǔn)線之間 的能量差異。
[0214] 本申請(qǐng)人已成功地在僅八個(gè)發(fā)射中以令人滿意的方式關(guān)于以任何方式取向的缺 陷進(jìn)行了檢測(cè)，同時(shí)保持了現(xiàn)有技術(shù)中所使用的常用的前進(jìn)速度。
[0215]剛才已經(jīng)描述了可用于在與生產(chǎn)率相容的速度下以任何偏斜關(guān)于存在的缺陷檢 查管。在速度中的該增加主要源于這樣的事實(shí)，即在沿不同方向的兩個(gè)連續(xù)發(fā)射之間關(guān)于 管重新定位傳感器沒有任何影響。在所討論的裝置中，對(duì)于每一個(gè)瞄準(zhǔn)線，超聲波束由方形 多元傳感器的相應(yīng)部分產(chǎn)生，其關(guān)于瞄準(zhǔn)線發(fā)散，并且在它們撞擊待檢測(cè)管的外表面時(shí)聯(lián) 合。
[0216] 該裝置不限于具有正方形模型的傳感器。它可以與其中基本換能器被組織為矩形 形狀的傳感器以等同方式使用。也可以使用其中基本換能器以圓形分布的傳感器。在該情 況下，模型的專用于每一個(gè)發(fā)散超聲波束的部分對(duì)應(yīng)于該模型的角扇區(qū)。作為一個(gè)例子，連 續(xù)的發(fā)射可能在多個(gè)部分上產(chǎn)生，延遲規(guī)律可以使用類似于"CIVA"的軟件計(jì)算。
[0217] 本發(fā)明也可以被看作是一種用于檢測(cè)冶金產(chǎn)品，特別是管的過程，在該過程中，所 描述的裝置被重復(fù)地使用，從而使其沿方向Dl到D8中的每一個(gè)射擊。
[0218] 本發(fā)明也可以被看作是一種用于檢測(cè)冶金產(chǎn)品的方法，其中超聲波發(fā)射沿瞄準(zhǔn)線 在超聲波傳感器的輔助下通過將時(shí)間激發(fā)規(guī)律應(yīng)用到基部傳感器產(chǎn)生，該超聲波傳感器包 括多個(gè)基本換能器，其可獨(dú)立于彼此操作，并且根據(jù)二維模型分布，該時(shí)間激發(fā)規(guī)律包括一 個(gè)或多個(gè)子規(guī)律，以順序地激發(fā)多個(gè)基本換能器的至少一個(gè)子集中的每一個(gè)，每個(gè)子規(guī)律 被設(shè)置為使得對(duì)應(yīng)子集的基本換能器激發(fā)產(chǎn)生相應(yīng)的主超聲波束，并且子規(guī)律或規(guī)律也可 設(shè)置為使得所述發(fā)射對(duì)應(yīng)于形成于基本換能器子集的相應(yīng)主超聲波束的超聲波束，所述形 成的束關(guān)于瞄準(zhǔn)線在遠(yuǎn)離超聲波傳感器移動(dòng)時(shí)發(fā)散。
[0219] 20°的角度P值已通過舉例的方式描述，特別在沿Dl方向的發(fā)射的上下文中。這 個(gè)角度值可根據(jù)基本換能器的尺寸修改。舉個(gè)例子，如果基本換能器的尺寸減小，那么該角 度值將增加。
[0220] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，子規(guī)律被以這樣的方式應(yīng)用，即以便同時(shí)激發(fā)關(guān)于所述 模型的優(yōu)選方向相互對(duì)稱布置的基本換能器。雖然正方形模型的對(duì)稱軸已經(jīng)被描述為優(yōu)選 方向，但本發(fā)明不以任何方式局限于該特定實(shí)施例。具有不同形狀的模型每一個(gè)具有用于 這些模型的對(duì)應(yīng)的優(yōu)選方向。舉一個(gè)例子，其中換能器元件被構(gòu)造成角扇形并且關(guān)于某些 徑向方向（例如關(guān)于彼此以120°偏斜）對(duì)稱布置的模型將這些徑向方向作為優(yōu)選方向。
[0221] 更特別地，已經(jīng)描述了包括64個(gè)元件的矩陣形狀的超聲波傳感器，該64個(gè)元件根 據(jù)8元件*8元件正方形模型分布。本發(fā)明既不限制于該元件的數(shù)量，也不限制于該特定模 型。每次，超聲波發(fā)射可被用于關(guān)于存在的缺陷檢查管的縱向段。為了檢測(cè)該管的整個(gè)長(zhǎng) 度，該管和該超聲波傳感器可相對(duì)于彼此移位。在本發(fā)明的開發(fā)中，可能使用沿待測(cè)管的縱 向一個(gè)布置在另一個(gè)旁邊的超聲波傳感器。通過同時(shí)關(guān)于彼此操作所述傳感器用于傳感器 和管的每一個(gè)相對(duì)位置，可能檢查該管的較長(zhǎng)段。在另一個(gè)開發(fā)中，可能使用多元件陣列超 聲波傳感器，其中，該模型已被分解成基本子模型，并且每個(gè)子模型與其他模型以被隔離的 超聲波傳感器的方式同時(shí)操作。這就意味著待測(cè)管的更長(zhǎng)的部分被檢查。例如，該類型的 超聲波傳感器可包括256個(gè)元件，其以8元件*32元件的矩形模型分布。通過將該傳感器 定位為使得該模型的長(zhǎng)側(cè)對(duì)應(yīng)于該管的長(zhǎng)度，然后實(shí)際上，每一個(gè)為8元件*8元件的正方 形模型的8個(gè)多元件正方形傳感器被沿該管的長(zhǎng)度布置。并且這8個(gè)傳感器可對(duì)于每一個(gè) 發(fā)射同時(shí)操作以檢查該大長(zhǎng)度的管。
[0222] 本發(fā)明不局限于僅以示例方式描述的實(shí)施例，而是包括技術(shù)人員可能設(shè)想的任何 變形形式。
[0223] 附件A. 1 :對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例，第一變形形式的延遲值（單位：納秒）
[0224] 附件A. 1. 1 :沿D1方向的發(fā)射

[0232] 附件A. 2 :對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例，第二變形形式的延遲值（單位：納秒）
[0233] 附件A. 2. 1 :沿Dl方向的發(fā)射


【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于檢測(cè)冶金產(chǎn)品的裝置，為包括以下的類型： 超聲波傳感器（5 ;7 ;〇,其包括多個(gè)基本換能器（9)，該基本換能器能被獨(dú)立于彼此操 作，并根據(jù)二維模型（41)分布； 第一電子部件（27)，其能根據(jù)對(duì)應(yīng)于沿瞄準(zhǔn)線的超聲波發(fā)射的至少一個(gè)時(shí)間規(guī)律激發(fā) 基本換能器中的每一個(gè)； 第二電子部件（31)，其能處理被每個(gè)基本換能器（31)捕獲的信號(hào)的至少一部分； 其特征在于： 每個(gè)時(shí)間規(guī)律設(shè)置為使得對(duì)應(yīng)的發(fā)射產(chǎn)生超聲波束，該超聲波束隨著距離超聲波傳感 器的增加的距離而關(guān)于瞄準(zhǔn)線大體發(fā)散。2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每一個(gè)時(shí)間規(guī)律均包括至少一個(gè)時(shí)間子規(guī)律，用于 激發(fā)基本換能器（9)的至少一個(gè)相應(yīng)子集。3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，基本換能器的每一個(gè)子集都對(duì)應(yīng)于所述模型（41) 的相應(yīng)部分。4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，模型的所述部分作為整體對(duì)應(yīng)于所述模型的分區(qū)。5. 如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，每一個(gè)子規(guī)律設(shè)置為使得對(duì)應(yīng)子集的 基本換能器（9)的激發(fā)產(chǎn)生相應(yīng)的主超聲波束，并且所述大體發(fā)散的超聲波束由來自基本 換能器（9)的子集的相應(yīng)主超聲波束形成。6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，每一個(gè)時(shí)間規(guī)律設(shè)置為使得對(duì)應(yīng)的基 本換能器（9)的激發(fā)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)主超聲波束，并且所述大體發(fā)散的超聲波束由一個(gè)或 多個(gè)主超聲波束形成。7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，每一個(gè)主超聲波束沿相應(yīng)方向延伸，所述主超聲波 束在移動(dòng)遠(yuǎn)離所述超聲波傳感器時(shí)從瞄準(zhǔn)線發(fā)散。8. 如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的裝置，其中，每一個(gè)主超聲波束基本沒有聚焦。9. 如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的裝置，其中，每一個(gè)主超聲波束沿瞄準(zhǔn)線離焦。10. 如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的裝置，其中，每一個(gè)時(shí)間規(guī)律設(shè)置為使得對(duì)應(yīng)的 基本換能器（9)的激發(fā)產(chǎn)生沿瞄準(zhǔn)線的單個(gè)離焦的主超聲波束。11. 如權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述主超聲波束與目標(biāo)表面相遇， 所述目標(biāo)表面對(duì)應(yīng)于該表面的相互相鄰的相應(yīng)穿透區(qū)域的瞄準(zhǔn)線。12. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，主超聲波束沿在瞄準(zhǔn)線任意一側(cè)以基 本相同角度偏斜的相應(yīng)方向延伸。13. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，每一個(gè)瞄準(zhǔn)線對(duì)應(yīng)于該模型的相應(yīng)優(yōu) 選方向。14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，每一個(gè)優(yōu)選方向?qū)?yīng)于該模型的對(duì)稱軸線。15. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，該模型對(duì)應(yīng)于正方形或矩形形狀的陣 列。16. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，多個(gè)基本換能器分布在超聲波傳感器 的作用面上，并且每一個(gè)瞄準(zhǔn)線關(guān)于在所述模型的中心位置處垂直于作用面的方向偏斜。17. 如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述多個(gè)基本換能器分布在超聲波 傳感器的作用面上，并且至少在所述模型的中心位置處所述瞄準(zhǔn)線垂直于所述作用面。18. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，該模型的分區(qū)對(duì)應(yīng)于所述模型的對(duì)稱軸線，所述 對(duì)稱軸線對(duì)應(yīng)于所述瞄準(zhǔn)線。19. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，至少一些時(shí)間規(guī)律包括相似的子規(guī) 律，其用于基本換能器的同步激發(fā)，所述基本換能器關(guān)于模型的優(yōu)選方向相互對(duì)稱布置。20. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述瞄準(zhǔn)線以基本相似的方式關(guān)于彼 此偏斜。21. -種用于檢測(cè)冶金產(chǎn)品的方法，包括以下步驟： A. 提供超聲波傳感器（5 ;7 其包括多個(gè)基本換能器（9)，所述多個(gè)基本換能器（9) 可以獨(dú)立于彼此操作，并根據(jù)二維模型（41)分布； B. 激發(fā)每一個(gè)基本換能器，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于束的超聲波發(fā)射，該束在遠(yuǎn)離超聲波傳感器 移動(dòng)時(shí)關(guān)于瞄準(zhǔn)線發(fā)散； C. 響應(yīng)于超聲波發(fā)射，處理由基本換能器中的每一個(gè)捕獲的信號(hào)的至少一部分。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于測(cè)試冶金產(chǎn)品的裝置，該裝置包括超聲波傳感器，其包括多個(gè)基本換能器(29)，多個(gè)基本傳感器可以獨(dú)立于彼此操作并根據(jù)二維模型分布。第一電子部件(27)能根據(jù)至少一個(gè)時(shí)間規(guī)律激活基本換能器中的每一個(gè)，該時(shí)間規(guī)律對(duì)應(yīng)于瞄準(zhǔn)線中的超聲波發(fā)射。第二電子部件(31)能處理由每個(gè)基本換能器捕獲的信號(hào)的至少一部分。每個(gè)時(shí)間規(guī)律布置為使得相應(yīng)的發(fā)射產(chǎn)生超聲波束，該束在移動(dòng)遠(yuǎn)離超聲波傳感器時(shí)關(guān)于瞄準(zhǔn)線大體發(fā)散。本發(fā)明還公開了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法。
【IPC分類】G01N29/26
【公開號(hào)】CN105074454
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380073543
【發(fā)明人】R.米歇爾, A.諾埃爾, M.瓦赫
【申請(qǐng)人】法國(guó)瓦盧瑞克鋼管公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2013年12月18日
【公告號(hào)】CA2893044A1, EP2936141A1, WO2014096700A1