專利名稱：衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種參數(shù)設置方法，具體涉及一種衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的無損檢測儀其操作方式非常復雜，其中的菜單項目也比較分散，操作起來步驟太繁瑣，這樣不僅需要操作人員有豐富的技術經(jīng)驗，整個設置及校準過程也會耗費大量時間，并且整個過程由于人為的疏忽，也會遺漏一些參數(shù)設置及操作過程。由于無損檢測行業(yè)特點，通常新型的數(shù)字化檢測設備要求初次接受該儀器的人員對操作系統(tǒng)菜單及相應的校準、設置過程要有清晰的認識，在使用之前得長時間、多次地按照說明書的要求來進行儀器的調(diào)試，才能掌握某一儀器的使用。而現(xiàn)在我們通過一種全新的方法，將原來分散操作的整個調(diào)校過程組合在了一起，使初次接觸該儀器的人只要具備一些檢測知識，也能很完整、很熟練、很準確地完成整個儀器的調(diào)校過程，進而準確地完成檢測工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是將一定的固定步驟調(diào)整檢測模式、數(shù)據(jù)等簡單化，把原來分散在各個菜單中的需要調(diào)整的項目組合在一起，按一定的順序分步調(diào)節(jié)，使對TOFD調(diào)整項目不太清楚的人也能通過向導來完成參數(shù)的設置。為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，根據(jù)檢測需要按一定的固定步驟調(diào)整檢測模式、數(shù)據(jù)等，把原來分散在各個菜單中的需要調(diào)整的項目組合在一起，按一定的順序分步調(diào)節(jié)，TOFD多通道數(shù)據(jù)采集，進入儀器系統(tǒng)連接、進行參數(shù)設置和掃查器設置，需要靈敏度校準，在儀器參數(shù)設置好，調(diào)整靈敏度之后，進入工件掃查，再工件探傷，然后探傷出的進行數(shù)據(jù)進行保存及分析，包括設置部分、調(diào)校部分和主菜單設置，其具體實現(xiàn)過程包括以下步驟，a、設置部分的步驟如下，al)、進入向導后，‘檢測信息’欄選擇后彈出對話框，按要求輸入對話框信息，在保存文件后，按照輸入的信息順序形成文件名，‘應用標準’提供檢測所用的標準，為后面的檢測方案提供選擇范圍；a2)、此步驟對工件情況進行設置，其中‘工件形狀’的選擇關系到掃查位置的選擇，‘工件形狀’提供了三種選擇是‘平板’、‘外徑’和‘內(nèi)徑’；a3)、此步驟對掃查的通道數(shù)和選擇當前通道進行設置，如果不選擇‘增加’來進行操作，此當前通道默認為TOFD模式，如果需要增加PC或者PE模式，則選擇‘增加’來進行操作，增加提供‘PC—收一發(fā)’、‘PE脈沖回波’和‘關閉’ 3種選擇，默認為關閉狀態(tài)；a4)、此步驟顯示發(fā)射接收的模式并控制所對應接口，提供有‘PC—發(fā)一收’、‘PE 脈沖回波’和‘T0FD時差衍射’三種模式，選擇其中一種模式進行下一步設置，‘脈沖發(fā)生器’ 和‘接收器’用來對接口進行選擇和定義。
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b、調(diào)校部分的步驟如下，bl)、進入校準后，進入下一步設置；b2)、此步驟顯示總的通道數(shù)和選擇當前需要校準的通道；b3)、此步驟顯示提供了 3種校準類型‘編碼器’、‘靈敏度’、‘超聲’校準，其中‘編碼器’和‘靈敏度’校準是在檢測之前進行，顯示為可校準即黑色字體狀態(tài)，‘超聲’校準則是在掃查結束后對掃查得到的A掃和B掃圖像進行校準，該‘超聲’校準為楔塊的延時和聲速進行校準，選擇其中一種校準類型進行下一步設置；C、主菜單設置包括基本設置，閘門/報警，發(fā)射/接收，顯示，測量，通道配置，掃查設置，文件。所述a3步驟中選擇TOFD模式進行下一步設置，所述TOFD時差衍射模式是雙探頭組合工作的模式，包括以下步驟，此步驟為探頭及楔塊信息選擇，探頭頻率提供自定義、1ΜΗζ、1. 25MHz、2MHz、 2. 5ΜΗΖ、4ΜΗΖ、5ΜΗΖ、10ΜΗΖ供選擇，自定義為手動輸入選定的探頭頻率，也可根據(jù)聚焦深度選擇合適的探頭，例如薄板可用的選擇有自定義、5ΜΗζ、10ΜΗζ這三種，其他頻率為灰色，處于不可選擇的狀態(tài)，同樣的原理楔塊角度提供45°、60°、70°和自定義三種，根據(jù)聚焦深度不同提供不同的選擇，不合適的角度處于灰色狀態(tài)不可選；此步驟為掃查類型的選擇和偏移的設置，其中掃查類型提供‘平行’與‘非平行’兩種方式共選擇，可根據(jù)檢測需要選擇；此步驟是用來設置PCS值的，前面工件形狀的選擇，設置聚焦深度，可自動生成推薦的PCS值，或者根據(jù)需要自己設置PCS值，平板PCS值的計算公式是θ為楔塊的角度；t為定義的聚焦深度；外徑PCS值的計算公式是選擇在平板外側掃查，由于條件限制，只能計算出兩探
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頭中心之間的弧長，尺"+[" + (r-Of-Si^r + a - 0]cos夕=巡了0肌β ―為工件內(nèi)
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徑，R為工件外徑，t為聚焦深度，θ為楔塊的角度，根據(jù)上式解出β值的角度，再計算內(nèi)側
弧長，cos β > 0，PCS=^f，β為上式計算出的角度值，R為外徑，此處的PCS值為兩探
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頭中心的弧長，
- · -|2內(nèi)徑PCS 值的計算公式是(r + i)2+r2—2r(r + i)COSy0= (^ + Osm/ 工件內(nèi)
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徑，t為聚焦深度，θ為楔塊的角度，根據(jù)上式解出β值的角度，再計算內(nèi)側弧長，cosi3 >
0，內(nèi)徑情況下弧長距離是PCS==，β為上式計算出的角度值，r為內(nèi)徑，此處的PCS值
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為兩探頭中心的弧長。所述a3步驟中選擇PC —發(fā)一收模式進行下一步設置，所述PC —發(fā)一收模式是雙探頭組合工作的模式，此步驟的‘聚焦深度’按照掃查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定義’三種選擇，其中T為板厚，θ為探頭折射角，當選擇‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的時候，系統(tǒng)自動計算出PCS值，當選擇‘自定義’的時候，可根據(jù)需要自行設置探頭的PCS值，自動計算公式是
一倍板厚的計算公式是PCS -
COS θ
AT二倍板厚的計算公式是PCS=
COSU所述a3步驟中選擇PE脈沖回波模式進行下一步設置，所述PE脈沖回波是單探頭工作模式，此步驟的‘聚焦深度’按照掃查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定義’三種選擇，其中T為板厚，θ為探頭折射角，當選擇‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的時候，系統(tǒng)自動計算出步進偏移值，當選擇‘自定義’的時候，可根據(jù)需要自行設置探頭的步進偏移值；自動計算公式如下
T
-倍板厚的步進偏移= 倍板厚的步進偏移=
cos 6*
2T
cos θ所述b3步驟中校準類型為編碼器校準，其步驟如下，當編碼器的分辨率位置，保持‘分辨率’欄數(shù)值為0，進入編碼器校準菜單；此步驟在‘距離’處輸入編碼器校準要走過的距離，并讓編碼器按直線路徑從起始位置走過規(guī)定的距離，到達終點后停下，按校準鍵，則系統(tǒng)自動生成編碼器的分辨率，在下級中顯示；此步驟是根據(jù)自動生成的分辨率，儀器自動關聯(lián)到主菜單編碼器的選項中，完成編碼器的校準，手動調(diào)節(jié)儀器靈敏度或者重新進入調(diào)校選擇靈敏度校準，或者選擇‘靈敏度校準’進入靈敏度的自動設置，如果對編碼器的校準有疑問，可選‘重啟’返回重新進行編碼器的校準。當知道編碼器的分辨率的時候，在‘分辨率’欄輸入編碼器分辨率，進入下級菜單， 并且此處輸入的編碼器分辨率自動和主菜單中編碼器的分辨率關聯(lián)。所述b3步驟中校準類型為靈敏度校準，其步驟如下，此步驟通過調(diào)節(jié)該步驟的按鍵來確定顯示范圍、起始、波形高度等；此步驟‘發(fā)射電壓，提供100V/200V/300V/400V四檔供選擇(或參考樣機具體設置)；脈沖寬度可設置兩種選擇，即‘自動’和‘100’兩種，‘脈沖重復頻率’也設置‘自動’ 和‘100，兩種模式；此步驟‘濾波器，根據(jù)探頭頻率提供如下選擇無、1ΜΗζ、1. 25MHz、2MHz、2. 5MHz、 4MHz、5MHz、10MHz供選擇；‘檢波器，提供了 ‘正檢波，、‘負檢波，、‘全檢波，和‘射頻，4種模式，‘平均’用來對信號進行平均處理，主要用到的平均次數(shù)有1/2/4/8/16，抑制’是用來濾出低于抑制高度的波的；此步驟‘掃查起始’和‘掃查終止’用來確定一次掃查的長度，‘掃查分辨率’用來控制信號的采集，‘掃查速度’用來規(guī)定最大掃查速度，定位選擇即掃查過程中是選擇以時間的方式還是編碼器的方式進行定位，最大掃查速度
=i^F(脈沖重復頻率)掃杏分辨率-信號平均次數(shù) H宜分拼牟，
此步驟是視圖方面的選擇，其中‘視圖’選項提供3種模式選擇‘A掃描’、‘B掃描’ 和‘A-B掃描’，‘柵格’菜單選擇關閉的時候，‘超聲單位’用來選擇A掃區(qū)域橫軸的顯示單位，可以是‘聲程’，也可以是‘時間’，TOFD檢測中常用的超聲單位是時間；所述b3步驟中掃查數(shù)據(jù)的校準是對楔塊延時和聲速進行校準，步驟如下，此步驟‘類型’即為調(diào)校類型，選擇‘超聲’，‘模式’即為調(diào)校對象，選擇‘楔塊延時’，即可開始進行楔塊延時校準了 ；此步驟是定義工件掃查的信息；此步驟‘參考點’是用來選擇校準楔塊延時的A掃圖像的，參考點的范圍從掃查的起始位置到終止位置，覆蓋掃查的范圍，選擇B掃圖像上的某個參考點，則顯示相對應點的 A掃波形，用做楔塊延時校準使用；此步驟‘UT (參考點)，是用來確認校準楔塊延時的A掃波形的位置的；‘T0FD (參考點)’是用來確認用工件的哪一部分來進行校準；此步驟楔塊延時校準結束，得到的結果為不可調(diào)節(jié)狀態(tài)，‘確定’自動關聯(lián)到系統(tǒng)對應菜單，‘重啟’鍵重新進行楔塊延時校準；其中內(nèi)徑和平板的計算方式相同， 楔塊延時二接收到信號的時間-傳g，離，選擇直通波校準的傳播距離為PCS值，曲面
尸速
內(nèi)側掃查的時候傳播距離即為兩探頭中心之間的弧長，當選擇底波校準的時候，傳播距離即為聲程，此時的傳播距離為，其中r為工件內(nèi)徑，T為板厚，R為工件外徑，
權利要求
1.衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于根據(jù)檢測需要按一定的固定步驟調(diào)整檢測模式、數(shù)據(jù)等，把原來分散在各個菜單中的需要調(diào)整的項目組合在一起，按一定的順序分步調(diào)節(jié)，TOFD多通道數(shù)據(jù)采集，進入儀器系統(tǒng)連接、進行參數(shù)設置和掃查器設置，需要靈敏度校準，在儀器參數(shù)設置好，調(diào)整靈敏度之后，進入工件掃查，再工件探傷，然后探傷出的進行數(shù)據(jù)進行保存及分析，包括設置部分、調(diào)校部分和主菜單設置，其具體實現(xiàn)過程包括以下步驟，a、設置部分的步驟如下，al)、進入向導后，‘檢測信息’欄選擇后彈出對話框，按要求輸入對話框信息，在保存文件后，按照輸入的信息順序形成文件名，‘應用標準’提供檢測所用的標準，為后面的檢測方案提供選擇范圍；a2)、此步驟對工件情況進行設置，其中‘工件形狀’的選擇關系到掃查位置的選擇，‘工件形狀’提供了三種選擇是‘平板’、‘外徑’和‘內(nèi)徑’；a3)、此步驟對掃查的通道數(shù)和選擇當前通道進行設置，如果不選擇‘增加’來進行操作，此當前通道默認為TOFD模式，如果需要增加PC或者PE模式，則選擇‘增加’來進行操作，增加提供‘PC—收一發(fā)’、‘PE脈沖回波’和‘關閉’ 3種選擇，默認為關閉狀態(tài)；a4)、此步驟顯示發(fā)射接收的模式并控制所對應接口，提供有‘PC —發(fā)一收’、‘PE脈沖回波’和‘T0FD時差衍射’三種模式，選擇其中一種模式進行下一步設置，‘脈沖發(fā)生器’和 ‘接收器’用來對接口進行選擇和定義。b、調(diào)校部分的步驟如下，bl)、進入校準后，進入下一步設置；b2)、此步驟顯示總的通道數(shù)和選擇當前需要校準的通道；b3)、此步驟顯示提供了 3種校準類型‘編碼器’、‘靈敏度’、‘超聲’校準，其中‘編碼器’ 和‘靈敏度’校準是在檢測之前進行，顯示為可校準即黑色字體狀態(tài)，‘超聲’校準則是在掃查結束后對掃查得到的A掃和B掃圖像進行校準，該‘超聲’校準為楔塊的延時和聲速進行校準，選擇其中一種校準類型進行下一步設置；C、主菜單設置包括基本設置，間門/報警，發(fā)射/接收，顯示，測量，通道配置，掃查設置，文件。
2.根據(jù)權利要求1所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于所述a3步驟中選擇TOFD模式進行下一步設置，所述TOFD時差衍射模式是雙探頭組合工作的模式，包括以下步驟，此步驟為探頭及楔塊信息選擇，探頭頻率提供自定義、說泡、1.2511泡、211泡、2. 5MHz、 4MHz、5MHz、10MHz供選擇，自定義為手動輸入選定的探頭頻率，也可根據(jù)聚焦深度選擇合適的探頭，例如薄板可用的選擇有自定義、5MHz、10MHz這三種，其他頻率為灰色，處于不可選擇的狀態(tài)，同樣的原理楔塊角度提供45°、60°、70°和自定義三種，根據(jù)聚焦深度不同提供不同的選擇，不合適的角度處于灰色狀態(tài)不可選；此步驟為掃查類型的選擇和偏移的設置，其中掃查類型提供‘平行’與‘非平行’兩種方式共選擇，可根據(jù)檢測需要選擇；此步驟是用來設置PCS值的，前面工件形狀的選擇，設置聚焦深度，可自動生成推薦的 PCS值，或者根據(jù)需要自己設置PCS值，平板PCS值的計算公式是θ為楔塊的角度；t為定義的聚焦深度； 外徑PCS值的計算公式是選擇在平板外側掃查，由于條件限制，只能計算出兩探頭中心之間的弧長，
3.根據(jù)權利要求1所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于所述a3步驟中選擇PC —發(fā)一收模式進行下一步設置，所述PC —發(fā)一收模式是雙探頭組合工作的模式，此步驟的‘聚焦深度’按照掃查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定義’三種選擇，其中T為板厚，θ為探頭折射角，當選擇‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的時候，系統(tǒng)自動計算出PCS值，當選擇‘自定義’的時候，可根據(jù)需要自行設置探頭的PCS值，自動計算公式是
4.根據(jù)權利要求1所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于所述a3步驟中選擇PE脈沖回波模式進行下一步設置，所述PE脈沖回波是單探頭工作模式，此步驟的 ‘聚焦深度’按照掃查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定義’三種選擇，其中T 為板厚，θ為探頭折射角，當選擇‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的時候，系統(tǒng)自動計算出步進偏移值，當選擇‘自定義’的時候，可根據(jù)需要自行設置探頭的步進偏移值；自動計算公式如下倍板厚的步進偏移-Τ倍板厚的步進偏移
5.根據(jù)權利要求1所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于所述b3步驟中校準類型為編碼器校準，其步驟如下，當編碼器的分辨率位置，保持‘分辨率’欄數(shù)值為0，則進入編碼器的校準菜單； 此步驟在‘距離’處輸入編碼器校準要走過的距離，并讓編碼器按直線路徑從起始位置走過規(guī)定的距離，到達終點后停下，按校準鍵，則系統(tǒng)自動生成編碼器的分辨率，在下級中顯不；此步驟是根據(jù)自動生成的分辨率，儀器自動關聯(lián)到主菜單編碼器的選項中，完成編碼器的校準，手動調(diào)節(jié)儀器靈敏度或者重新進入調(diào)校選擇靈敏度校準，或者選擇‘靈敏度校準’進入靈敏度的自動設置，如果對編碼器的校準有疑問，可選‘重啟’返回重新進行編碼器的校準。
6.根據(jù)權利要求5所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于當知道編碼器的分辨率的時候，可在‘分辨率’欄直接輸入編碼器的分辨率，進入下級菜單，并且此處輸入的編碼器分辨率自動和主菜單中編碼器的分辨率關聯(lián)。
7.根據(jù)權利要求1中所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于所述b3 步驟中校準類型為靈敏度校準，其步驟如下，此步驟通過調(diào)節(jié)該步驟的按鍵來確定顯示范圍、起始、波形高度等；此步驟‘發(fā)射電壓’提供100V/200V/300V/400V四檔供選擇(或參考樣機具體設置)； 脈沖寬度可設置兩種選擇，即‘自動’和‘100’兩種，‘脈沖重復頻率’也設置‘自動’和 ‘100’兩種模式；此步驟‘濾波器’根據(jù)探頭頻率提供如下選擇無(此時濾波器關閉)、lMHz、l. 25MHz、 2MHz、2. 5MHz、4MHz、5MHz、10MHz供選擇；‘檢波器，提供了 ‘正檢波，、‘負檢波，、‘全檢波，和 ‘射頻’ 4種模式，‘平均’用來對信號進行平均處理，主要用到的平均次數(shù)有1/2/4/8/16， 抑制’是用來濾出低于抑制高度的波的；此步驟‘掃查起始’和‘掃查終止’用來確定一次掃查的長度，‘掃查分辨率’用來控制信號的采集，‘掃查速度’用來規(guī)定最大掃查速度，定位選擇即掃查過程中是選擇以時間的方式還是編碼器的方式進行定位，
8.根據(jù)權利要求1所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于所述b3步驟中掃查數(shù)據(jù)的校準是對楔塊延時和聲速進行校準，步驟如下，此步驟‘類型’即為調(diào)校類型，選擇‘超聲’，‘模式’即為調(diào)校對象，選擇‘楔塊延時’，即可開始進行楔塊延時校準了；此步驟是定義工件掃查的信息；此步驟‘參考點’是用來選擇校準楔塊延時的A掃圖像的，參考點的范圍從掃查的起始位置到終止位置，覆蓋掃查的范圍，選擇B掃圖像上的某個參考點，則顯示相對應點的A掃波形，用做楔塊延時校準使用；此步驟‘UT(參考點)，是用來確認校準楔塊延時的A掃波形的位置的；‘T0FD (參考點)’是用來確認用工件的哪一部分來進行校準；此步驟楔塊延時校準結束，得到的結果為不可調(diào)節(jié)狀態(tài)，‘確定’自動關聯(lián)到系統(tǒng)對應菜單，‘重啟’鍵重新進行楔塊延時校準。
9.根據(jù)權利要求8所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于其中內(nèi)徑和平板的計算方式相同，楔塊延時=接收到信號的時間，選擇直通波校準的傳播距離為PCS值，曲面內(nèi)側掃查的時候傳播距離即為兩探頭中心之間的弧長，當選擇底波校準的時候，傳播距離即為聲程，此時的傳播距離為，其中r為工件內(nèi)徑，T為板厚，R為工件外徑，平板傳播距離=2扣2+^^，內(nèi)徑傳播距離=2^/0" + Tf+r2-2r(r + T) cos β外徑掃查計算方式楔塊延時=接收到信號的時間尸速采用直通波校準的傳播距離=2Rsini3，采用底波校準的傳播距離=2^/i 2 + (i - Γ)2 - 2R(R - Τ) cos β。
10.根據(jù)權利要求8所述的衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，其特征在于聲速可通過直通波和底波的時間差和聲程差來計算，聲速計算如下，聲速= ·5=，^3Π，|·，其中直通波和底波的聲程計算在楔塊延時校準中已經(jīng)有相應的直通波和底波的時間差算式，直通波和底波的時間差則可以通過儀器顯示的數(shù)值計算差值，直通波和底波的時間差=UT (參考點)-UT (測量點)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種衍射時差法超聲檢測快捷調(diào)校方法，根據(jù)檢測需要按一定的固定步驟調(diào)整檢測模式、數(shù)據(jù)等，把原來分散在各個菜單中的需要調(diào)整的項目組合在一起，按一定的順序分步調(diào)節(jié)，TOFD多通道數(shù)據(jù)采集，進入儀器系統(tǒng)連接、進行參數(shù)設置和掃查器設置，需要靈敏度校準，在儀器參數(shù)設置好，調(diào)整靈敏度之后，進入工件掃查，再工件探傷，然后探傷出的進行數(shù)據(jù)進行保存及分析，使對TOFD調(diào)整項目不太清楚的人也能通過向導來完成參數(shù)的設置，將操作工程的步驟簡單化，能夠快速的進行操作設置，操作非常方便，給整個項目降低大量成本。
文檔編號G01N29/30GK102253126SQ201110161019
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者汪月銀 申請人:汪月銀