[发明专利]超声检验装置的自动校准错误检测

说明书

技术领域

本发明涉及无损测试和检验装置(NDT/NDI)，尤其涉及诸如厚度计装置等的超声检验系统用的自动检测校准数据错误的方法。

背景技术

超声设备校准过程分成传感器零点补偿(Transducer Zero Compensation)、材料声速校准(Material Velocity Calibration)和零点偏移校准(Zero Offset Calibration)这三类。目前，本技术领域内众所周知的“两点校准(Two Point Calibration)”利用了“零点偏移校准”和“材料声速校准”的组合。

厚度测量设备用的“两点校准”通常包括调整超声检验装置(UT装置)的处理，以使得该超声检验装置在特定温度下使用特定传感器对特定材料的已知厚度的测试对象进行测量。在大多情况下，可以使用同种材料的厚校准块和薄校准块来组合材料声速校准和零点偏移校准，这被称为“两点校准”。

通常通过测量从测试材料的正面传播到背面的超声信号的飞行时间(time of flight)，使用由要测量的同种材料制成的已知厚度的厚测试块来进行材料声速校准。需要对各批测试对象完成该校准。

通常通过测量从测试材料的正面传播到背面的超声信号的飞行时间，使用由要测量的同种材料制成的已知厚度的薄测试块来进行零点偏移校准。对各新的传感器和材料的组合仅需要进行一次该校准。

现有传统的给定传感器用的两点校准处理通常包括以下步骤：

1)选择包括厚度不同但已知的几个子块的校准块。选择两个子块，其中，较薄的子块被称为“薄块”并且较厚的子块被称为“厚块”。薄块和厚块这两者的厚度均是已知的。从UT装置的存储器再调用要校准而选择的传感器的相关参数，或者由操作员设置要校准而选择的传感器的相关参数。

2)通过使用UT装置和所选择的传感器来确定T1、即测量出的厚块的飞行时间(TOF)。T1是超声信号先从厚块的正面传播到背面然后再传播回正面所测量出的TOF。

3)向UT装置提供H1、即厚块的已知厚度。

4)通过使用UT装置和所选择的传感器来确定T2、即测量出的薄块的飞行时间(TOF)。T2是超声信号先从薄块的正面传播到背面然后再传播回正面所测量出的TOF。

5)向UT装置提供H2、即薄块的已知厚度。

6)最后，UT装置进行两点校准计算并存储结果。

然而，由于诸如不正确的增益或信号噪声等的因素，因而针对薄块，UT装置经常获取到错误的T2。因此，当操作员误接受了错误的T2时，校准将是错误的。对于可能无意地进行了错误校准、从而导致错误检验的缺乏经验的操作员而言，这更成为问题。对于经验丰富的操作员而言，由于操作员需要手动停止并确认校准，因此错误的读数使校准处理减慢，从而降低了生产率。此外，如果在UT装置上不存在用以在校准期间观看信号的波形显示，则操作员无法判断T2是否正确。

众所周知，无损测试(NDT)的精度对于许多行业而言至关重要。

在属于Jerry Berg的、采用硬件电路来使由于因错误的信号检测所引起的错误校准而造成的问题最少的美国专利3,554,013中例示出现有的成果。然而，比较而言，该硬件方案在成本方面不太划算且不太适用，并且遭受由于热漂移引起的不稳定性。

因而，考虑到现有问题和已做出的成果，迫切需要自动去除特别是针对“薄块”或“零点偏移校准”的错误校准信号，以提高检验确定性、精度并增加生产率。

发明内容

这里，本发明解决了与NDT/NDI装置中使用的超声检验装置的校准有关的问题，其中，现有的“两点校准”过程通常会遇到前述的特别是针对薄块的错误TOF读数。

注意，可以可互换地使用这里所使用的术语“探测器”、“传感器”和“感测器”。

这里，测量出的飞行时间被称为TOF，该TOF是测量出的超声信号先从薄块或厚块的正面传播到背面然后再传播回正面的飞行时间。

这里，超声深度测量设备被称为UT装置。

因此，本发明的总体目的是提供可以用来在“两点校准”处理期间自动判断在检测校准信号时是否存在错误的方法和相关软件程序。

本发明的另一目的是利用根据本发明的自动错误信号检测来执行两点校准。该处理包括获取分别具有已知厚度H1和H2的厚块和薄块的TOF读数T1和T2，其中，在校准UT装置之前对薄块的TOF读数T2进行错误确认。

本发明的另一目的是在两点校准处理期间针对薄块的TOF读数定义时间接受窗口。