一種超聲檢測絕對值測量的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超聲檢測絕對值測量的方法和裝置，方法包括：首先在設(shè)定的激勵(lì)源配置下得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值，修改補(bǔ)償系數(shù)，使得標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值等于設(shè)定值，此值作為測量的絕對值；在同樣激勵(lì)能量和阻尼下，但不同增益下，檢測被測工件，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，因此可以計(jì)算得到每個(gè)測量點(diǎn)的絕對值即被測工件每個(gè)點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值。本發(fā)明能夠使不管激勵(lì)源是否相同、超聲檢測設(shè)備是否一致，對于同一被測物檢測到的C掃信號(hào)基本一致，誤差在可允許范圍內(nèi)。
【專利說明】
一種超聲檢測絕對值測量的方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲檢測絕對值測量的方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波檢測是無損檢測領(lǐng)域的常用手段，一般通過超聲C掃描圖像來判斷被測物 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷，以及缺陷的大小、位置。超聲C掃圖像中反映的是超聲返回信號(hào) 幅值的大小，該信號(hào)會(huì)隨著超聲檢測設(shè)備激勵(lì)源的能量、阻尼、增益的變化而變化，對于同 一被測區(qū)域，當(dāng)超聲檢測設(shè)備的激勵(lì)源配置發(fā)生變化，得到的測量值也發(fā)生變化；當(dāng)激勵(lì)源 的增益調(diào)節(jié)過高時(shí)，檢測量程變小，部分信號(hào)達(dá)到飽和狀態(tài)，無法得知其真實(shí)值；當(dāng)激勵(lì)源 的增益調(diào)節(jié)過低時(shí)，檢測量程過大，部分信號(hào)幅值太小，不在檢測的線性區(qū)間內(nèi)，因而得到 的測量值可能是不準(zhǔn)確的，因此檢測得到的C掃描信號(hào)發(fā)生變化，導(dǎo)致得到的圖像也發(fā)生變 化，從而影響對被測物內(nèi)部缺陷大小的判斷，引起誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種超聲檢測絕對值測量的方法和裝 置，以實(shí)現(xiàn)不管激勵(lì)源是否相同、超聲檢測儀器是否一致，對于同一被測物檢測到的C掃圖 像基本一致。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0005] 本發(fā)明提供一種超聲檢測絕對值測量的方法，所述方法包括如下步驟：
[0006] 步驟一，超聲檢測儀器的激勵(lì)源在一能量配置下，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，然后檢測 標(biāo)準(zhǔn)塊，得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值Mstd，通過計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)C ms，使得標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值(Mstd* Cms)等于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值作為超聲檢測的絕對值A(chǔ)std;此超聲 檢測儀器作為標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器；
[0007] 所述能量配置包括但不限定增益、阻尼、激勵(lì)能量。
[0008] 所述標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值Mstd，只和標(biāo)準(zhǔn)塊測量真實(shí)值、脈沖能量和阻尼、接收器的增 益和采集卡量程、測量系統(tǒng)其他偏差相關(guān)。具體的，標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值計(jì)算公式如下：
[0009] Mstd( i , j ) =Rstd( i , j )*Pms*Gstd*Mms
[0010] 其中，Mstd(i，j)--標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí) 測值，Rstd(i，j)一一標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms-一激勵(lì)源脈沖能量和 阻尼，Gstd 接收器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、 環(huán)境偏差等）。
[0011] 計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值Mstd后，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，就可以通過以下公 式計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)：
[0012]
[0013] 其中，Cms為測量補(bǔ)償系數(shù);Astd為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值等于標(biāo)準(zhǔn)塊的絕對值； Ιζ；為標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值的平均值；
[0014] 步驟二，檢測被測工件，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，計(jì)算得到每個(gè)測量點(diǎn)的絕對 值即被測工件每個(gè)點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值；
[0015] 工件的實(shí)測值計(jì)算公式如下：
[0016] Mdut( i，j) =Rdut( i，j )*PmS*Gdut*MmS
[0017] 其中，Mdut(i，j)--工件某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí)測 值，Rdut(i，j)一一工件某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms-一激勵(lì)源脈沖能量和阻尼， Gdut 接受器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、環(huán)境 偏差等）。
[0018] 對激勵(lì)源設(shè)定不同的增益，其他能量配置參數(shù)不變，使得每個(gè)被測點(diǎn)都能在超聲 檢測儀器的檢測量程內(nèi)被檢測，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，通過步驟一中的G std和計(jì)算得 到的測量補(bǔ)償系數(shù)Cms，可以計(jì)算得到每個(gè)測量點(diǎn)的絕對值，具體計(jì)算公式如下：
[0019] Adut( i，j) =Mdut( i，j)/Gms*Gstd*Cms
[0020] 其中，Adut (i，j)為工件某點(diǎn)計(jì)算得到的絕對值;Mdut (i，j)為工件某點(diǎn)測量得到的 實(shí)測值。
[0021] 至此，得到被測工件每個(gè)點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值，即上述計(jì)算得到的絕對值，通過該 值得到被測工件的C掃圖像，可知，每次檢測得到的C掃圖像基本一致，因而對工件內(nèi)部缺陷 情況可有定量的判斷。
[0022] 本發(fā)明還提供一種超聲檢測中絕對值測量的裝置，所述裝置包括多臺(tái)超聲檢測儀 器、圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)和三維精密掃描平臺(tái)；
[0023] 每臺(tái)所述超聲檢測儀器均設(shè)有激勵(lì)源、超聲探頭、水槽和標(biāo)準(zhǔn)塊，每臺(tái)超聲檢測儀 器的標(biāo)準(zhǔn)塊必須在標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器上測量出絕對值A(chǔ)std;所述標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器為一臺(tái)事先設(shè)定 標(biāo)準(zhǔn)塊能量值的超聲檢測儀器；
[0024]所述的標(biāo)準(zhǔn)塊安裝固定在水槽中，一般放置于水槽角落，以免影響被檢測工件的 安放，所述激勵(lì)源連接所述超聲探頭，所述超聲探頭連接圖像采集卡；
[0025]所述三維精密掃描平臺(tái)，由X軸、Y軸、Z軸三維運(yùn)動(dòng)模塊組成，X軸和Y軸帶動(dòng)超聲探 頭實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，Z軸帶動(dòng)超聲探頭實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)動(dòng)；
[0026] 所述的超聲探頭固定在三維精密掃描平臺(tái)的Z軸上；
[0027] 所述圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡安裝在工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部，工業(yè)計(jì)算機(jī)通過總線實(shí)現(xiàn) 與圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡之間的通信與控制，工業(yè)計(jì)算機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡連接三維精密 掃描平臺(tái)的電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)對三維精密掃描平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的控制;三維精密掃描平臺(tái)的電機(jī) 控制器同時(shí)將位置信息反饋給圖像采集卡。
[0028] 優(yōu)選地，所述超聲檢測儀器有多臺(tái)，其中一臺(tái)事先設(shè)定能量值的超聲檢測儀器稱 為標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器，所述標(biāo)準(zhǔn)塊在標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器上測量出其絕對值A(chǔ) std，然后在該標(biāo)準(zhǔn)塊所對 應(yīng)的超聲檢測儀器上測量得到其實(shí)測值。在同樣激勵(lì)能量和阻尼，但不同增益下，檢測被測 工件，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，計(jì)算得到每個(gè)測量點(diǎn)的絕對值即被測工件每個(gè)點(diǎn)的超 聲反射信號(hào)值，使得不同能量配置、不同機(jī)臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)了測量結(jié)果的統(tǒng)一性。
[0029] 采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0030]不管激勵(lì)源是否相同、超聲檢測設(shè)備是否一致，對于同一被測物檢測到的C掃圖像 基本一致，誤差在可允許范圍內(nèi)。本發(fā)明最為重要的改進(jìn)是采用上述的檢測過程，它使得不 同能量配置、不同機(jī)臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)了測量結(jié)果的統(tǒng)一性，解決了現(xiàn)有操作及技術(shù)在不同條件 下測量相同工件得到的測量結(jié)果大為不同的問題。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖中：1為超聲檢測儀器的激勵(lì)源，2為超聲探頭，3為被測工件，4為標(biāo)準(zhǔn)塊，5為測 試水槽；
[0033]圖2是超聲檢測儀器在激勵(lì)源能量為210uJ，阻尼77,增益19下檢測到的銀觸點(diǎn)的C 掃信號(hào)絕對值在一定量程內(nèi)的顯示圖像；
[0034]圖3是超聲檢測儀器在激勵(lì)源能量為280uJ，阻尼44,增益24下檢測到的同一銀觸 點(diǎn)的C掃信號(hào)絕對值在一定量程內(nèi)的顯示圖像；
[0035] 圖4為兩次測量信號(hào)差值的統(tǒng)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，以下的說明僅為理解本發(fā)明技術(shù)方案 之用，不用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
[0037] 如圖1所示，為本發(fā)明一實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中所述裝置包括超聲檢測儀 器、圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)和三維精密掃描平臺(tái)，所述超聲檢測儀器設(shè)有激 勵(lì)源、超聲探頭、水槽和標(biāo)準(zhǔn)塊。每臺(tái)超聲檢測儀器的標(biāo)準(zhǔn)塊必須在標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器上測量出 其絕對值A(chǔ) std，然后在本超聲檢測儀器上測量標(biāo)準(zhǔn)塊得到其實(shí)測值，最后計(jì)算得到測量補(bǔ)償 系數(shù)Cms。
[0038] 超聲檢測儀器有多臺(tái)，多臺(tái)超聲檢測儀器配置是一樣的，不同僅在于:標(biāo)準(zhǔn)檢測儀 器中的標(biāo)準(zhǔn)塊是設(shè)定的能量值，其他超聲檢測儀器的標(biāo)準(zhǔn)塊能量值由這臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器測 量得到，因此把這臺(tái)事先設(shè)定能量值的超聲檢測儀器稱為標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器。具體設(shè)定的能量 值方法見以下描述。
[0039] 超聲檢測儀器的標(biāo)準(zhǔn)塊安裝固定在超聲檢測儀器的水槽中，一般放置于水槽角 落，以免影響被檢測工件的安放，超聲檢測儀器的激勵(lì)源連接超聲檢測儀器的超聲探頭，所 述超聲探頭連接圖像采集卡；
[0040] 所述三維精密掃描平臺(tái)，由X軸、Y軸、Z軸三維運(yùn)動(dòng)模塊組成，X軸和Y軸帶動(dòng)超聲探 頭實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，Z軸帶動(dòng)超聲探頭實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)動(dòng)；
[0041] 所述的超聲探頭固定在三維精密掃描平臺(tái)的Z軸上；
[0042] 所述圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡安裝在工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部，工業(yè)計(jì)算機(jī)通過總線實(shí)現(xiàn) 與圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡之間的通信與控制，工業(yè)計(jì)算機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡連接三維精密 掃描平臺(tái)的電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)對三維精密掃描平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的控制;三維精密掃描平臺(tái)的電機(jī) 控制器同時(shí)將位置信息反饋給圖像采集卡。
[0043] 所述的標(biāo)準(zhǔn)塊可以采用現(xiàn)有技術(shù)，比如申請?zhí)枮镃N201610035860.8公開的低壓電 器電觸頭超聲波無損檢測用測試塊及其組合和應(yīng)用中的測試塊。
[0044] 現(xiàn)有技術(shù)直接檢測被測工件，不對檢測結(jié)果作修正，直接生成C掃圖像，會(huì)導(dǎo)致不 同條件下測量相同工件得到的測量結(jié)果大為不同。
[0045] 本發(fā)明采用上述裝置，首先檢測標(biāo)準(zhǔn)塊，計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)，然后檢測被測工件， 通過前述公式計(jì)算得到被測工件的絕對值，生成C掃圖像，解決了現(xiàn)有操作及技術(shù)在不同條 件下測量相同工件得到的測量結(jié)果大為不同的問題。
[0046] 基于上述裝置結(jié)構(gòu)，提供本發(fā)明中測試方法的實(shí)施例，具體實(shí)施過程如下：
[0047] 實(shí)施例1
[0048] -種超聲檢測絕對值測量的方法，包括以下步驟：
[0049] 步驟一，超聲檢測儀器的激勵(lì)源在一能量配置(例如增益20DB、阻尼77[_]、能量選 擇210uJ)下，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值為80,然后檢測標(biāo)準(zhǔn)塊(可采用申請?zhí)枮?01610035860.8 中所描述的標(biāo)準(zhǔn)塊），得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值M std為82,通過計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)Cms為0.9756,使 得標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值(Mstd*C ms)等于設(shè)定的能量值，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值作為超聲檢測的絕對 值八^，此超聲檢測設(shè)備作為標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器；
[0050] 所述設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，其中能量值可以隨意設(shè)置，但是一旦設(shè)定后，不可以隨 意更改的，例如長度一樣，最開始一旦設(shè)定多長的距離(這個(gè)距離是人為設(shè)定的）是1米，后 面是不可更改的。
[0051] 標(biāo)準(zhǔn)塊實(shí)測值計(jì)算公式如下，只和標(biāo)準(zhǔn)塊測量真實(shí)值、脈沖能量和阻尼、接收器的 增益和采集卡量程、測量系統(tǒng)其他偏差相關(guān)。
[0052] Mstd( i，j) = Rstd( i，j )*PmS*Gstd*Mms
[0053] 其中，Mstd(i，j)一一標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí) 測值，Rstd ( i，j )--標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms--激勵(lì)源脈沖能量和 阻尼，Gstd 接收器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、 環(huán)境偏差等）。
[0054]計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值后，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，就可以通過以下公式 計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)。
[0055]
[0056] 其中，Cms為測量補(bǔ)償系數(shù);Astd為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值等于標(biāo)準(zhǔn)塊的絕對值； 為標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值；
[0057]步驟二，工件的實(shí)測值計(jì)算公式如下：
[0058] Mdut( i，j) =Rdut( i，j )*PmS*Gdut*MmS
[0059] 其中，Mdut(i，j)--工件某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí)測 值，Rdut(i，j)一一工件某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms-一激勵(lì)源脈沖能量和阻尼， Gdut 接受器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、環(huán)境 偏差等）。
[0060] 對激勵(lì)源設(shè)定不同的增益，其他能量配置參數(shù)不變，使得每個(gè)被測點(diǎn)都能在超聲 檢測儀器的檢測量程內(nèi)被檢測，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，因此可以計(jì)算得到每個(gè)測量 點(diǎn)的絕對值；
[0061 ] Adut( i，j) =Mdut( i，j)/Gms*Gstd*Cms
[0062] Adut( i，j)為工件某點(diǎn)計(jì)算得到的絕對值；Mdut( i，j)為工件某點(diǎn)測量得到的實(shí)測 值，Gdut = 19，Gstd = 20，Cms = 0.9756。
[0063 ]將得到的工件絕對值A(chǔ)dut，生成C掃圖像，如圖2所示。
[0064] 實(shí)施例2
[0065] -種超聲檢測絕對值測量的方法，包括以下步驟：
[0066] 步驟一，超聲檢測儀器的激勵(lì)源在一能量配置（能量配置包括但不限定增益、阻 尼、激勵(lì)能量）下，人為的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，然后檢測標(biāo)準(zhǔn)塊（可采用申請?zhí)枮?201610035860.8中所描述的標(biāo)準(zhǔn)塊），得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值M std，通過計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)Cms， 使得標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值(Mstd*C ms)等于設(shè)定的能量值，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值作為超聲檢測的絕 對值A(chǔ)std，此超聲檢測儀器作為標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器；
[0067] 標(biāo)準(zhǔn)塊實(shí)測值計(jì)算公式如下，只和標(biāo)準(zhǔn)塊測量真實(shí)值、脈沖能量和阻尼、接收器的 增益和采集卡量程、測量系統(tǒng)其他偏差相關(guān)。
[0068] Mstd( i，j) = Rstd( i，j )*PmS*Gstd*Mms
[0069] 其中，Mstd(i，j)一一標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí) 測值，Rstd ( i，j )--標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms--激勵(lì)源脈沖能量和 阻尼，Gstd 接收器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、 環(huán)境偏差等）。
[0070] 計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值后，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，就可以通過以下公式 計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)。
[0071]
[0072] 其中，Cms為測量補(bǔ)償系數(shù);Astd為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值等于標(biāo)準(zhǔn)塊的絕對值； 為標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值；
[0073]步驟二，工件的實(shí)測值計(jì)算公式如下：
[0074] Mdut( ? , j ) =Rdut( ? , j )*Pms*Gdut*Mms
[0075] 其中，Mdut(i，j)一一工件某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí)測 值，Rdut(i，j)一一工件某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms-一激勵(lì)源脈沖能量和阻尼， Gdut 接受器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、環(huán)境 偏差等）。
[0076] 對激勵(lì)源設(shè)定不同的增益，其他能量配置參數(shù)不變，使得每個(gè)被測點(diǎn)都能在超聲 檢測儀器的檢測量程內(nèi)被檢測，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，因此可以計(jì)算得到每個(gè)測量 點(diǎn)的絕對值；
[0077] Adut( i，j) =Mdut( i，j)/Gms*Gstd*Cms
[0078] Adut( i，j)為工件某點(diǎn)計(jì)算得到的絕對值;Mdut( i，j)為工件某點(diǎn)測量得到的實(shí)測值
[0079] 當(dāng)?shù)诙街惺褂玫募?lì)源的能量和阻尼與步驟一不同時(shí)，需要重新檢測標(biāo)準(zhǔn)塊， 修改補(bǔ)償系數(shù)，使得測量值等于記錄的絕對值，然后進(jìn)行步驟二中的檢測。
[0080] 實(shí)施例3
[0081 ] -種超聲檢測絕對值測量的方法，包括以下步驟：
[0082]步驟一，超聲檢測儀器的激勵(lì)源在一能量配置（能量配置包括但不限定增益、阻 尼、激勵(lì)能量）下，人為的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，然后檢測標(biāo)準(zhǔn)塊（可采用申請?zhí)枮?201610035860.8中所描述的標(biāo)準(zhǔn)塊），得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值Mstd，通過計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)Cms， 使得標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值(M std*Cms)等于設(shè)定的能量值，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值作為超聲檢測的絕 對值A(chǔ)std，此超聲檢測儀器作為標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器；
[0083] 標(biāo)準(zhǔn)塊實(shí)測值計(jì)算公式如下，只和標(biāo)準(zhǔn)塊測量真實(shí)值、脈沖能量和阻尼、接收器的 增益和采集卡量程、測量系統(tǒng)其他偏差相關(guān)。
[0084] Mstd( i，j) = Rstd( i，j )*PmS*Gstd*Mms
[0085] 其中，Mstd(i，j)一一標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí) 測值，Rstd ( i，j )--標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms--激勵(lì)源脈沖能量和 阻尼，Gstd 接收器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、 環(huán)境偏差等）。
[0086] 計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值后，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，就可以通過以下公式 計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)。
[0087]
[0088] 其中，Cms為測量補(bǔ)償系數(shù);Astd為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值等于標(biāo)準(zhǔn)塊的絕對值； 從#為標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值；
[0089]步驟二，工件的實(shí)測值計(jì)算公式如下：
[0090] Mdut( i，j) = Rdut( i，j )*PmS*Gdut*MmS
[0091 ]其中，Mdut(i，j)--工件某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí)測 值，Rdut(i，j)一一工件某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms-一激勵(lì)源脈沖能量和阻尼， Gdut 接受器增益和米集卡量程，Mms 測量系統(tǒng)其他偏差(例如探頭靈敏度偏差、環(huán)境 偏差等）。
[0092] 對激勵(lì)源設(shè)定不同的增益，其他能量配置參數(shù)不變，使得每個(gè)被測點(diǎn)都能在超聲 檢測儀器的檢測量程內(nèi)被檢測，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，因此可以計(jì)算得到每個(gè)測量 點(diǎn)的絕對值；
[0093] Adut( i，j) =Mdut( i，j)/Gms*Gstd*Cms
[0094] Adut( i，j)為工件某點(diǎn)計(jì)算得到的絕對值;Mdut( i，j)為工件某點(diǎn)測量得到的實(shí)測值
[0095] 當(dāng)?shù)诙街惺褂玫募?lì)源和步驟一不同時(shí)，需要重新檢測標(biāo)準(zhǔn)塊，修改補(bǔ)償系數(shù)， 使得測量值等于記錄的絕對值，然后進(jìn)行步驟二中的檢測；
[0096]基于上述實(shí)施例，如圖2所示，為超聲檢測儀器在激勵(lì)源能量為210uJ，阻尼77[_]， 增益19DB下檢測到的銀觸點(diǎn)的C掃信號(hào)絕對值在一定量程內(nèi)的顯示圖像，圖3為超聲檢測儀 器在激勵(lì)源能量為280uJ，阻尼44[-]，增益24DB下檢測到的同一銀觸點(diǎn)的C掃信號(hào)絕對值在 一定量程內(nèi)的顯示圖像，圖4為兩次測量信號(hào)差值的統(tǒng)計(jì)圖。從圖3中可以看到90%以上的 信號(hào)差值在10以內(nèi)，兩次測量的圖像差別很小。
[0097]綜上實(shí)施例可見，采用本發(fā)明技術(shù)方案，不管激勵(lì)源是否相同、超聲檢測設(shè)備是否 一致，對于同一被測物檢測到的C掃圖像基本一致，誤差在可允許范圍內(nèi)，它使得不同能量 配置、不同機(jī)臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)了測量結(jié)果的統(tǒng)一性。
[0098]以上所述僅為本發(fā)明的部分實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍做任何限制， 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)做的任何修改，等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超聲檢測絕對值測量的方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟： 步驟一:超聲檢測儀器的激勵(lì)源在一能量配置下，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，然后檢測標(biāo)準(zhǔn) 塊，得到標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值Mstd，通過計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)Cms，使得標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值Mstd*Cms等于 設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)塊的測量值作為超聲檢測的絕對值A(chǔ)std，此超聲檢測儀器 作為標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器，其他每臺(tái)超聲檢測儀器的標(biāo)準(zhǔn)塊必須在標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器上測量出絕對值 Astd ； 步驟二:采用超聲檢測儀器檢測被測工件，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，計(jì)算得到每個(gè) 測量點(diǎn)的絕對值即被測工件每個(gè)點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值； 工件的實(shí)測值計(jì)算公式如下： Mdut ( i , j ) = Rdut ( i , j ) *Pms*Gdut*Mms 其中，Mdut(iJ)--工件某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí)測值， Rdut(iJ)--工件某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms-一激勵(lì)源脈沖能量和阻尼， Gdut--接受器增益和采集卡量程，Mms-一測量系統(tǒng)其他偏差； 對激勵(lì)源設(shè)定不同的增益，其他能量配置參數(shù)不變，使得每個(gè)被測點(diǎn)都能在超聲檢測 儀器的檢測量程內(nèi)被檢測，獲得被測區(qū)域的可靠測試值，通過步驟一中的Gstd和計(jì)算得到的 測量補(bǔ)償系數(shù)C"s，計(jì)算得到每個(gè)測量點(diǎn)的絕對值； Adut( i , j) =Mdut( i , j )/Gms*Gstd*Cms 其中，Adut(i，j)為工件某點(diǎn)計(jì)算得到的絕對值;Mdut(i，j)為工件某點(diǎn)測量得到的實(shí)測 值； 至此，得到被測工件每個(gè)點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值，即上述得到的絕對值A(chǔ)dut(iJ)，通過該 值A(chǔ)dut( i，j)得到被測工件的討3圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲檢測絕對值測量的方法，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測 值，計(jì)算公式如下： Mstd (i , j) = Rstd (i , j ) *Pms*Gstd*Mms 其中，Mstd(iJ)--標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的儀器測量得到的超聲反射信號(hào)值作為該點(diǎn)的實(shí)測 值，Rstd(i，j)--標(biāo)準(zhǔn)塊某點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值即為真實(shí)值，Pms--激勵(lì)源脈沖能量和阻 尼，Gstd--接收器增益和采集卡量程，Mms-一測量系統(tǒng)其他偏差。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲檢測絕對值測量的方法，其特征在于:計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)塊的 實(shí)測值Mstd后，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值，采用W下公式計(jì)算測量補(bǔ)償系數(shù)：其中，Cms為測量補(bǔ)償系數(shù);Astd為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)塊的能量值等于標(biāo)準(zhǔn)塊的絕對值；吞；；；為 標(biāo)準(zhǔn)塊的實(shí)測值的平均值。4. 一種用于實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述方法的超聲檢測絕對值測量的裝置，其 特征在于:所述裝置包括多臺(tái)超聲檢測儀器、圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡、工業(yè)計(jì)算機(jī)和Ξ維 精密掃描平臺(tái)， 每臺(tái)所述超聲檢測儀器均設(shè)有激勵(lì)源、超聲探頭、水槽和標(biāo)準(zhǔn)塊，每臺(tái)超聲檢測儀器的 標(biāo)準(zhǔn)塊必須在標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器上測量出絕對值A(chǔ)std;所述標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器為一臺(tái)事先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn) 塊能量值的超聲檢測儀器;超聲檢測儀器的標(biāo)準(zhǔn)塊安裝固定在超聲檢測儀器的水槽中，超 聲檢測儀器的激勵(lì)源連接超聲檢測儀器的超聲探頭，所述超聲探頭連接圖像采集卡； 所述Ξ維精密掃描平臺(tái)，由X軸、Y軸、Z軸Ξ維運(yùn)動(dòng)模塊組成，X軸和Y軸帶動(dòng)超聲探頭實(shí) 現(xiàn)水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，Z軸帶動(dòng)超聲探頭實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)動(dòng)； 所述的超聲探頭固定在Ξ維精密掃描平臺(tái)的Z軸上； 所述圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡安裝在工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)部，工業(yè)計(jì)算機(jī)與圖像采集卡、電機(jī) 驅(qū)動(dòng)卡之間進(jìn)行通信與控制，工業(yè)計(jì)算機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)卡連接Ξ維精密掃描平臺(tái)的電機(jī)控 制器，實(shí)現(xiàn)對Ξ維精密掃描平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的控制;Ξ維精密掃描平臺(tái)的電機(jī)控制器同時(shí)將位置 信息反饋給圖像采集卡。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲檢測絕對值測量的裝置，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)塊在標(biāo)準(zhǔn) 檢測儀器上測量出絕對值A(chǔ)std，然后在該標(biāo)準(zhǔn)塊所對應(yīng)的超聲檢測儀器上測量得到實(shí)測值， 最終得到被測工件每個(gè)點(diǎn)的超聲反射信號(hào)值。
【文檔編號(hào)】G01N29/06GK105973989SQ201610538376
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】裘揆, 葉連慧, 黃威
【申請人】上海和伍精密儀器股份有限公司