專利名稱：柱面聚焦楔塊的超聲衍射時(shí)差法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超聲衍射時(shí)差法在厚壁焊縫檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于衍射時(shí)差法基于接收缺陷端部弱衍射波實(shí)施測(cè)量，因此檢測(cè)設(shè)備需在相對(duì)高的增益條件下工作。高增益工作狀態(tài)會(huì)給回波信號(hào)帶來(lái)系統(tǒng)噪聲干擾，如電噪聲。同時(shí)，焊縫區(qū)各向異性的組織結(jié)構(gòu)也會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)噪聲，這都增加了缺陷識(shí)別的難度。另外，通過(guò)單純?cè)黾映暶}沖發(fā)射功率的高增益工作狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致距離分辨率的下降。上述問(wèn)題是常規(guī)衍射時(shí)差法存在的技術(shù)弊端之一，很大程度上限制了該方法的推廣使用。解決噪聲問(wèn)題，可以利用成熟的硬件濾波技術(shù).但當(dāng)噪聲頻譜和信號(hào)頻譜重疊，或噪聲幅度接近或大于信號(hào)幅度時(shí)，硬件濾波有可能使信號(hào)失真嚴(yán)重。相關(guān)研究表明，可以通過(guò)基于軟件濾波的信號(hào)處理方法來(lái)抑制噪聲并能更為有效地提高缺陷信號(hào)的辨識(shí)能力[剛鐵，遲大釗，盛朝陽(yáng).超聲檢測(cè)信號(hào)中復(fù)雜成份噪聲的抑制方法中國(guó)，200710072506. 3]。提高超聲回波能量水平可以采用聚焦探頭。例如，點(diǎn)聚焦探頭采用球面晶片匯聚聲場(chǎng)，能有效克服聲能量發(fā)散，點(diǎn)聚焦探頭在超聲無(wú)損檢測(cè)中得到了廣泛的使用。點(diǎn)聚焦探頭對(duì)于需逐點(diǎn)柵格式掃查的被檢測(cè)對(duì)象是有益的，但由于其聲場(chǎng)分布呈錐形，無(wú)法滿足超聲衍射時(shí)差法檢測(cè)方式在被檢測(cè)工件深度方向大范圍覆蓋的需求?，F(xiàn)有衍射時(shí)差法檢測(cè)存在缺陷衍射信號(hào)能量水平低、檢測(cè)靈敏度有待提升的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有衍射時(shí)差法檢測(cè)存在缺陷衍射信號(hào)能量水平低、檢測(cè)靈敏度有待提升的問(wèn)題，提供柱面聚焦楔塊的超聲衍射時(shí)差法。柱面聚焦楔塊的超聲衍射時(shí)差法，它包括具體步驟如下步驟一、確定已知條件探頭晶片直徑、楔塊縱波聲速、被檢測(cè)工件縱波聲速、水中縱波聲速；步驟二、設(shè)定所需條件主軸聲束水程、被檢測(cè)工件中縱波折射角度、主軸聲束在工件中的聚焦垂直深度；步驟三、根據(jù)上述條件計(jì)算楔塊柱面曲率半徑探頭發(fā)射聲束入射到曲面上的入射角為I1，經(jīng)過(guò)曲面折射后的折射角為T(mén)1，規(guī)定聲束在水與被檢測(cè)板材界面處的折射角度β，入射角等于楔塊傾角θ，則根據(jù)折射定律有Sin θ/sin3 =、κ/ν板材(1)解式(1)得θ的角度；設(shè)主軸聲束經(jīng)由楔塊及水耦合層后，聚焦在被檢測(cè)體厚度深度h處
權(quán)利要求
1.柱面聚焦楔塊的超聲衍射時(shí)差法，其特征是它包括的具體步驟如下 步驟一、確定已知條件探頭晶片直徑、楔塊縱波聲速、被檢測(cè)工件縱波聲速、水中縱波聲速；步驟二、設(shè)定所需條件主軸聲束水程、被檢測(cè)工件中縱波折射角度、主軸聲束在工件中的聚焦垂直深度；步驟三、根據(jù)上述條件計(jì)算楔塊柱面曲率半徑探頭發(fā)射聲束入射到曲面上的入射角為I1，經(jīng)過(guò)曲面折射后的折射角為^，規(guī)定聲束在水與被檢測(cè)板材界面處的折射角度β，入射角等于楔塊傾角θ，則根據(jù)折射定律有
全文摘要
柱面聚焦楔塊的超聲衍射時(shí)差法，涉及超聲波檢測(cè)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有衍射時(shí)差法檢測(cè)存在缺陷衍射信號(hào)能量水平低、檢測(cè)靈敏度有待提升的問(wèn)題，它包括的具體步驟如下步驟一、確定已知條件探頭晶片直徑、楔塊縱波聲速、被檢測(cè)工件縱波聲速、水中縱波聲速；步驟二、設(shè)定所需條件主軸聲束水程、被檢測(cè)工件中縱波折射角度、主軸聲束在工件中的聚焦垂直深度；步驟三、根據(jù)上述條件計(jì)算楔塊柱面曲率半徑，并采用制作加工的柱面聚焦楔塊實(shí)施超聲衍射時(shí)差法的檢測(cè)。用于超聲波檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N29/06GK102507737SQ20111029379
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者剛鐵, 趙立彬, 遲大釗, 陳嘉玥 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)