改進(jìn)的超聲透射檢查方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通過超聲透射對(duì)物體進(jìn)行無損檢查的方法領(lǐng)域，該方法用以檢測內(nèi)部 異常，比如出現(xiàn)在被檢查物體體積內(nèi)的孔隙、脫層、裂紋等等或者當(dāng)被檢查物體是通過將幾 個(gè)部件連接起來構(gòu)成的時(shí)的黏附缺陷。
[0002] 本發(fā)明尤其應(yīng)用于對(duì)諸如葉片和渦輪機(jī)葉片殼體之類的具有復(fù)雜幾何形狀的部 件的檢查。
【背景技術(shù)】
[0003] 不同的通過超聲的無損控制技術(shù)已經(jīng)是公知的。一項(xiàng)已知的技術(shù)是通過反射進(jìn)行 控制，在該已知技術(shù)期間，待檢查物體的掃描通過具有確定的增益的超聲波束來實(shí)施，且對(duì) 物體所反射的波束的幅值進(jìn)行測量以檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的任何的改變。
[0004] 然而，通過超聲反射進(jìn)行控制的方法不適于由諸如復(fù)合材料之類的大量吸收超聲 的材料制成的物體。然而，當(dāng)前復(fù)合材料卻被用來制造渦輪機(jī)元件，例如葉片或葉片殼體。
[0005] 在這種情況下，一種更適用的檢查方法是通過使用了代表"C型掃描"的透射來進(jìn) 行超聲控制。這涉及到達(dá)待控制部件的兩個(gè)相對(duì)面的通路。接收器則被放置在發(fā)射器對(duì)面 并且回收透射過部件的能量。諸如分界面或異常的反射物將通過該能量的跌落被檢測到， 但不可能在上述部件的厚度上對(duì)反射物進(jìn)行定位。
[0006] 根據(jù)幅值測量，之后進(jìn)行繪圖（cartographie)，該繪圖代表了被檢查的物體在超 聲波束方向上的投影，繪圖中的每個(gè)點(diǎn)根據(jù)幅值進(jìn)行著色。圖4a示出了這種在渦輪機(jī)葉片 前緣的水平面所做的繪圖。較暗的區(qū)域?qū)?yīng)透射的超聲波束的幅值較弱的區(qū)域，即，衰減較 高的區(qū)域。
[0007] 超聲波束幅值的減小取決于所穿過的材料的厚度和所遇到的任何缺陷；例如，如 果在被檢查的物體中在超聲波束的路徑上發(fā)現(xiàn)了空腔，則超聲波束不會(huì)被該空腔透射，因 而透射過該空腔的幅值相對(duì)于初始的發(fā)射幅值大為減小。
[0008] 當(dāng)被檢查的物體具有復(fù)雜的幾何形狀時(shí)，例如在被檢查的物體是渦輪機(jī)葉片或葉 片殼體的情況下，通過超聲透射的檢查方法不可能區(qū)分具有缺陷的區(qū)域與所要穿過的材料 的厚度相當(dāng)大的區(qū)域或者由于部件的幾何形狀而未對(duì)準(zhǔn)探頭的區(qū)域之間的差異。
[0009] 例如，在圖5a中，圖左側(cè)的部分對(duì)應(yīng)葉片的根部，且右側(cè)部分對(duì)應(yīng)葉片的頭部， 該葉片如圖1中所示。圖5a的繪圖中對(duì)應(yīng)于葉片的根部的左端具有深著色（coloration f〇nc6e)，表明葉片此處對(duì)超聲波具有強(qiáng)吸收。這種強(qiáng)吸收可與根部中的缺陷相關(guān)聯(lián)或者源 于葉片在此處的厚度，但不可能根據(jù)繪圖對(duì)此加以確定。
[0010] 因此，需要一種物體檢查方法，該物體檢查方法可克服被檢查物體的幾何形狀復(fù) 雜性并且可獨(dú)立于物體的厚度識(shí)別出被檢查物體的結(jié)構(gòu)缺陷。
[0011] 為此，方法可包括使用在每次掃描和每個(gè)步進(jìn)（pas)具有不同增益的超聲波束對(duì) 同一部件進(jìn)行多次掃描。然而，因?yàn)樗胁考仨氃谑褂弥皺z查，該方法可能會(huì)導(dǎo)致過多 的時(shí)間消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提出一種對(duì)物體進(jìn)行檢查的方法以立即識(shí)別出存在于物體結(jié)構(gòu) 中的缺陷。
[0013] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是能夠使用任何幾何形狀的被檢查物體。
[0014] 在這方面，一種通過超聲透射對(duì)物體進(jìn)行檢查的方法，其中，使用超聲波束對(duì)所述 物體進(jìn)行掃描并對(duì)透射過所述物體的超聲波束的幅值進(jìn)行測量，所述測量包括：將所述超 聲波束轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、對(duì)所述信號(hào)施加放大增益以及測量所述信號(hào)的幅值；為了由此推導(dǎo) 出一繪圖，在該繪圖中所述物體按照曝光方向的投影表面的每個(gè)點(diǎn)與透射過所述物體的該 點(diǎn)的超聲波束的幅值相關(guān)聯(lián)，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
[0015]-對(duì)與待檢查物體具有相同幾何形狀的基準(zhǔn)部件執(zhí)行掃描和幅值測量，以從中推 導(dǎo)出所述基準(zhǔn)部件的繪圖，施加到幅值測量值上的所述放大增益是預(yù)先確定的基準(zhǔn)增益；
[0016]-為所述基準(zhǔn)部件的所述繪圖的多個(gè)點(diǎn)確定在相應(yīng)的掃描點(diǎn)處要作用于所述基準(zhǔn) 增益的增益校正，以得到透射過所述基準(zhǔn)部件的超聲波束的、對(duì)所述繪圖的所有點(diǎn)而言恒 定的幅值；
[0017]-通過對(duì)不同掃描點(diǎn)施加與經(jīng)之前確定的所述增益校正所校正的所述基準(zhǔn)增益相 對(duì)應(yīng)的放大增益，來對(duì)待檢查物體執(zhí)行掃描和幅值測量。
[0018] 有利但可選地，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步具有下述特征中的至少一個(gè)：
[0019] -根據(jù)對(duì)所述待檢查物體的所述幅值測量推導(dǎo)出該物體的繪圖，并且分析得到的 繪圖以檢測與透射過所述物體的幅值有關(guān)的任何異常；
[0020] -所述待檢查物體和所述基準(zhǔn)部件是軸對(duì)稱的，所述超聲波束的所述曝光方向相 對(duì)于對(duì)稱軸是徑向的，且所述基準(zhǔn)部件是按所述部件的、在所述基準(zhǔn)部件的表面與徑向平 面的交叉線處的線進(jìn)行掃描的；
[0021 ]-所述待檢查物體和所述基準(zhǔn)部件包括復(fù)合材料；
[0022] -透射過所述基準(zhǔn)部件的所述恒定的幅值大于所發(fā)射的超聲波束的幅值的60%， 并且有利地在所述幅值的70%與90%之間，且優(yōu)選地等于所述幅值的80% ;
[0023]-在對(duì)所述基準(zhǔn)部件的點(diǎn)進(jìn)行掃描的同時(shí)確定相應(yīng)點(diǎn)處要作用于所述基準(zhǔn)增益的 所述增益校正。
[0024] 本發(fā)明還涉及上述檢查方法的用途，用于葉片的檢查，尤其是對(duì)由復(fù)合材料構(gòu)成 并進(jìn)一步包括附著在它的前緣上的金屬加強(qiáng)部的葉片的檢查，上述方法用于檢測任何粘附 異?；蛏踔劣糜跈z查葉片殼體。
[0025] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過超聲透射用于實(shí)施上述檢查方法的物體檢查系統(tǒng)，包 括：
[0026]-超聲波束的發(fā)射探頭和所述探頭的掃描的控制裝置，其適于通過由所述探頭發(fā) 射的超聲波束來執(zhí)行對(duì)所述物體的掃描；
[0027]-超聲接收器，其適于將透射過所述物體超聲波束轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；以及
[0028]-處理單元，其包括放大器和控制單元，所述放大器適于將放大增益施加到由所述 接收器得到的所述電信號(hào)上，以及所述控制單元被配置為測量所放大信號(hào)的幅值并根據(jù)幅 值測量值推導(dǎo)出繪圖，在該繪圖中所述物體按照曝光方向的投影表面的每個(gè)點(diǎn)與透射過所 述物體的該點(diǎn)的幅值相關(guān)聯(lián)；
[0029] 所述系統(tǒng)的特征在于，所述控制單元進(jìn)一步適于：針對(duì)使用超聲波束以預(yù)先確定 的基準(zhǔn)增益對(duì)基準(zhǔn)部件進(jìn)行掃描所得到的繪圖的多個(gè)點(diǎn)，確定在相應(yīng)的掃描點(diǎn)處要作用于 所述基準(zhǔn)增益的增益校正，以得到透射過所述基準(zhǔn)部件的、對(duì)所述繪圖的所有點(diǎn)而言恒定 的幅值；以及
[0030] 適于控制所述放大器，以在對(duì)所述待檢查物體進(jìn)行所述掃描和所述幅值測量期 間，將與根據(jù)所確定的增益校正進(jìn)行了校正的基準(zhǔn)增益相對(duì)應(yīng)的放大增益施加到超聲波束 的不同掃描點(diǎn)上。
[0031] 所提出的檢查方法允許避免物體的幾何形狀，使得由檢查引起的在繪圖上表明的 能量的減少僅僅與物體結(jié)構(gòu)的缺陷相關(guān)聯(lián)。
[0032] 實(shí)際上，使用已知的沒有缺陷的基準(zhǔn)部件使超聲接收信號(hào)束的增益與曝光點(diǎn)處的 被檢查物體的厚度相適應(yīng)。這樣，超聲波束的幅值被修改以使得物體看起來呈現(xiàn)恒定的厚 度。結(jié)果是透射幅值的變化可以僅產(chǎn)生自所檢查物體的缺陷，消除了與物體厚度相關(guān)聯(lián)的 變化。
[0033] 該方法由此檢查更快速并且對(duì)具有復(fù)雜幾何形狀的部件有改善的可靠性。
【附圖說明】
[0034] 本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從下文中參照以非限制性示例的方式給出的附 圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述中變得明顯，在附圖中：
[0035] -已經(jīng)描述的圖1示出了渦輪機(jī)葉片；
[0036] -圖2示意性地示出了使用超聲透射的檢查系統(tǒng)；
[0037] -圖3示出了使用超聲透射的檢查方法的主要步驟；
[0038] -圖4a和圖4b分別示出了在超聲接收信號(hào)的增益校正之前和之后獲得的基準(zhǔn)葉 片的繪圖；