[发明专利]用单信道超声波测试单元进行超声波测试的系统和方法

说明书

本文公开了用于测试物体的超声波检查的装置和方法。提供了多个超声波换能器元件和电脉冲发生器电路，以生成并发射电脉冲。所述装置具有被配置成与单信道超声波测试单元通信的接口。

技术领域

本文中公开的主题涉及超声波测试，并且更具体地，涉及用单信道超声波测试单元进行超声波测试的方法和系统。

背景技术

非破坏性测试装置可以用来检查测试物体以检测并分析物体中的异常。非破坏性测试允许检查技师在测试物体的表面上操纵探头，以便执行底层结构的测试。非破坏性测试在一些行业中是特别有用的，这些行业例如航空航天、发电以及石油和天然气运输或提炼，在这些行业中，测试物体的检查必须在不从周围结构中去掉物体的情况下进行，可以定位通过肉眼检查不能识别的隐藏的异常。非破坏性测试的一种方法是超声波。

通常，超声波测试系统包括：用于向测试物体发射超声波声波和从测试物体接收超声波声波的超声波探头，以及探头电缆，探头电缆用于将超声波探头连接到超声波测试单元，超声波测试单元包括用于查看测试结果的显示器。超声波测试单元还可以包括电源组件、信号发生电路、放大和处理电子器件及用来调节用于检查的仪器的装置控件。在超声波测试系统中，电脉冲从超声波测试单元馈送到超声波探头，在超声波探头上被超声波探头中的一个或多个超声波换能器(例如压电元件)转换成声波。在操作中，电脉冲被施加到一个或多个超声波换能器的电极，因此生成超声波声波，超声波声波被发射到与探头耦连的测试物体。相反，当超声波声波从测试物体反射并接触超声波换能器的表面时，引起换能器振动，产生电压，超声波测试单元将电压检测为接收信号。当超声波声波通过测试物体时，超声波声波与测试物体中的异常以及测试物体的内表面(后壁)相互作用，产生被称作回声的各种反射。

在用单元件探头测试时，回声信号通常以A-扫描痕迹显示在单信道超声波测试单元的屏幕上，回声幅值表现为痕迹的垂直偏转，飞行时间或距离信息显示为沿痕迹的水平位置。在检查焊接时，例如如果回声识别为非几何回声，则回声可能表示焊接中存在异常。此单信道探头通常安装在楔上，以某角度(例如从30到70度)引导声音，从而检测测试物体中的不同区域。为了检查物体的全部体积，可能需要使用不同的角度(楔)扫描物体几次。在几个不同的角度检查测试物体可能是耗时的。

相位阵列超声波探头具有安装在单个外壳中的多个电、声独立的超声波换能器。通过改变施加到超声波换能器的电脉冲的定时，相位阵列超声波探头可以在不同角度产生超声波束，允许相位阵列超声波探头以不同角度(例如从30到70度，1度增量)操纵超声波束通过测试物体，设法检测异常。在各个角度接收的超声波可以被处理以产生测试物体的扇形扫描图像，允许肉眼识别任何异常。尽管相位阵列超声波探头可以产生生成扇形扫描图像所需的数据，不需要在单元件探头上用不同的楔重新扫描测试物体几次，但相位阵列超声波测试单元比单信道超声波测试单元要昂贵很多。同样，对于含有数十个个别元件的相位阵列超声波探头，从相位阵列超声波测试单元到相位阵列探头的探头电缆可能相当密集，难以操作。

只针对通常的背景信息提供上文的讨论，不想要用来帮助确定所要求保护的主题的范围。

发明内容

公开了用于超声波检查测试物体的装置和方法。提供了多个超声波换能器元件和电脉冲发生器电路，以生成并发射电脉冲。所述装置具有被配置成与单信道超声波测试单元通信的接口。

在一个示例性实施例中，公开了一种超声波探头。所述超声波探头包括多个超声波换能器元件；以及多个电脉冲发生器电路，所述电脉冲发生器电路用于生成并向所述超声波换能器元件发射电脉冲。提供了微处理器，以用于控制所述多个电脉冲发生器电路。接口被配置成与单信道超声波测试单元通信。