详情

原文传递超声波探伤方法及系统

专利名称：	超声波探伤方法及系统
摘要：	本发明涉及超声波检测技术领域，尤其涉及一种超声波探伤方法及系统。该方法包括以下步骤：利用超声波发射器向待检测材料内部发射超声波信号，并通过超声波接收器进行信号接收，从而获取材料超声波信号数据；对材料超声波数据进行动态数据提取，获取材料超声波动态数据；对材料超声波动态数据进行显著特征提取以及潜在隐患特征提取，分别获取显著特征数据以及潜在隐患特征数据；对显著特征数据进行缺陷位置确定处理，获取材料缺陷位置数据，并对潜在隐患特征数据进行缺陷程度确定处理，获取材料缺陷程度数据；根据材料缺陷位置数据以及材料缺陷程度数据生成材料超声波探伤检测报告数据。本发明能够通过超声波检测发现更细微的缺陷。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	苏州有执激光智能科技有限公司
发明人：	李世健;刘文;石何飞
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-27T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202311261987.8
公开号：	CN117007681A
代理机构：	苏州市知腾专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	毕江涛
分类号：	G01N29/04;G01N29/44;G01N29/46;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04;G01N29/44;G01N29/46
申请人地址：	215600 江苏省苏州市张家港市塘桥镇横泾村兄华路38号
主权项：	1.一种超声波探伤方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：利用超声波发射器向待检测材料内部发射超声波信号，并通过超声波接收器进行信号接收，从而获取材料超声波信号数据；步骤S2：对材料超声波数据进行动态数据提取，从而获取材料超声波动态数据；步骤S3：对材料超声波动态数据进行显著特征提取以及潜在隐患特征提取，从而分别获取显著特征数据以及潜在隐患特征数据；步骤S4：对显著特征数据进行缺陷位置确定处理，从而获取材料缺陷位置数据，并对潜在隐患特征数据进行缺陷程度确定处理，从而获取材料缺陷程度数据；步骤S5：根据材料缺陷位置数据以及材料缺陷程度数据生成材料超声波探伤检测报告数据。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体为：步骤S11：获取材料参数数据；步骤S12：根据材料参数数据进行材料模型构建，从而获取检测材料三维模型；步骤S13：获取材料检测需求数据；步骤S14：根据材料检测需求数据对检测材料三维模型数据进行测试点生成，从而获取第一检测材料测试点数据；步骤S15：根据材料参数数据对检测材料三维模型进行优化网格划分，从而获取检测材料网格化模型；步骤S16：根据第一检测材料测试点数据以及检测材料网格化模型进行超声波传播模拟，从而获取超声波传播模拟数据；步骤S17：根据超声波传播模拟数据生成材料超声波模拟检测数据，并根据材料超声波模拟检测数据对第一检测材料测试点数据进行优化处理，从而获取第二检测材料测试点数据；步骤S18：利用超声波发射器通过第二检测材料测试点数据向待检测材料内部发射超声波信号，并通过超声波接收器进行信号接收，从而获取材料超声波信号数据。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S12具体为：根据材料参数数据以及预设的材料声学特性数据进行匹配，获取材料参数声学特性数据；根据材料参数声学特性数据对材料参数数据进行三维材料模型构建，从而获检测材料三维模型。 4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，材料检测需求数据包括检测区域数据以及检测精度要求数据，步骤S14具体为：步骤S141：根据检测区域数据对检测材料三维模型数据进行区域划分，从而获取检测区域划分数据；步骤S142：根据检测精度要求数据以及材料参数数据对检测区域划分数据进行测试点生成，从而获取检测区域测试点数据；步骤S143：对检测区域划分数据进行测试节点筛选，从而获取测试点候选数据；步骤S144：根据测试区域测试电数据对测试点候选数据进行批次随机选取并最大相对距离选取，从而获取第一检测材料测试点数据。 5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，材料参数数据包括材料密度数据、材料弹性模量数据以及材料声波传播速度数据，步骤S15中优化网格划分的步骤具体为：步骤S151：对检测材料三维模型进行初始网格划分，从而获取初始网格数据；步骤S152：根据材料密度数据对初始网格数据进行网格质量评估，从而获取网格质量评估数据；步骤S153：根据网格质量评估数据以及材料弹性模量数据对全局网格数据进行全局网格划分优化，从而获取全局优化网格数据；步骤S154：利用材料声波传播速度数据对全局优化网格数据进行最小折射区域网格优化，从而获取检测材料网格化模型。 6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S16中超声波传播模拟通过超声波传播模拟计算公式进行模拟计算，其中超声波传播模拟计算公式具体为：； A(t,x)为时间t和位置x处的超声波幅度数据，P0为超声波初始压强数据，ρ为待检测材料密度数据，c为超声波传播速度，x为超声波位置数据，γ为材料体积模量数据，ω为超声波角频率数据，t为超声波时间数据，k为超声波波数数据。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体为：步骤S21：对材料超声波数据进行信号分段，从而获取超声波信号分段数据；步骤S22：对超声波信号分段数据进行瞬时频率计算，从而获取瞬时频率数据；步骤S23：对超声波信号分段数据进行脉冲特征提取，从而获取脉冲特征数据；步骤S24：对超声波信号分段数据进行时频特性数据提取，从而获取时频特性表示数据；步骤S25：将瞬时频率数据、脉冲特征数据以及时频特性表示数据以及相应的超声波信号分段数据进行数据图构建，从而获取材料超声波动态数据。 8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体为：步骤S31：对材料超声波动态数据进行频谱转换，从而获取频率表示数据；步骤S32：对频率表示数据进行小波包分解，从而获取小波包分解子频谱数据；步骤S33：对小波包分解子频谱数据进行子频谱能量计算，从而获取子频谱能量数据；步骤S34：对于子频谱能量数据进行能量特征提取，从而获取能量特征数据；步骤S35：对能量特征数据进行统计特征提取以及非线性特征提取，从而获取分别获取统计特征数据以及非线性特征数据；步骤S36：根据统计特征数据以及非线性特征数据进行显著数据整合，从而获取显著特征数据；步骤S37：对能量特征数据进行极值数据提取，从而获取潜在隐患特征数据；其中子频谱能量计算通过子频谱能量计算公式进行计算，子频谱能量计算公式具体为：； Esub(f,t)为频率范围[f,f+Δf]在时间范围[t,t+Δt]内的子频谱能量，f为初始频率变量数据，Δf为频率范围宽度数据，t为初始时间变量数据，Δt为时间范围宽度数据，j为虚数单位数据,为材料超声波动态数据的时域信号数据，/>为频率范围积分数据，/>为时间范围积分数据，e为自然指数向，π为周期性数据，/>为材料脉冲响应函数，d为微分符号。 9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4具体为：步骤S41：获取待检测材料图像数据；步骤S42：对显著特征数据进行异常识别，从而获取显著异常识别数据；步骤S43：根据显著异常识别数据对应的检测点数据对待检测材料图像数据进行坐标标注，从而获取缺陷位置坐标数据；步骤S44：根据显著异常识别数据进行缺陷影响区域评估，从而获取缺陷影响区域评估数据；步骤S45：根据缺陷位置坐标数据以及缺陷影响区域评估数据进行缺陷位置数据整合，从而获取材料缺陷位置数据；步骤S46：根据显著特征数据以及潜在隐患特征数据进行缺陷种类确定处理，从而获取缺陷种类数据；步骤S47：对潜在缺陷特征数据进行缺陷程度评估，从而获取缺陷程度评估数据；步骤S48：根据缺陷种类数据以及缺陷程度评估数据进行缺陷程度数据整合，从而获取材料缺陷程度数据。 10.一种超声波探伤系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的超声波探伤方法，该超声波探伤系统包括：材料超声波信号数据获取模块，用于利用超声波发射器向待检测材料内部发射超声波信号，并通过超声波接收器进行信号接收，从而获取材料超声波信号数据；动态数据提取模块，用于对材料超声波数据进行动态数据提取，从而获取材料超声波动态数据；特征数据提取模块，用于对材料超声波动态数据进行显著特征提取以及潜在隐患特征提取，从而获取显著特征数据以及潜在隐患特征数据；缺陷确定模块，用于对显著特征数据进行缺陷位置确定处理，从而获取材料缺陷位置数据，并对潜在隐患特征数据进行缺陷程度确定处理，从而获取材料缺陷程度数据；材料超声波探伤检测报告生成模块，用于根据材料缺陷位置数据以及材料缺陷程度数据生成材料超声波探伤检测报告数据。
所属类别：	发明专利