[发明专利]相控阵扇形扫描基准灵敏度及角度增益补偿的设置方法

说明书

本发明涉及无损检测领域中的相控阵超声检测，具体涉及相控阵扇形扫描基准灵敏度及角度增益补偿的设置方法。是将相控阵超声设备与相控阵探头连接，选择设备中的扇形扫描软件，经过焊缝模拟软件将焊缝沿厚度方向等分成若干个分区，确定每个分区各自采用的扇形扫描角度范围及所采用的几次波检测，通过对比试块上与每个分区范围相对应的人工反射体来设置基准灵敏度及角度增益补偿。本发明方法新颖独特、操作简单、实用，无辐射，无污染，检测效率高，采用编码器记录检测结果、以图像形式显示、直观易懂，定量精度高，减小误判的几率。适宜作为相控阵超声扇形扫描检测焊接接头时基准灵敏度及角度增益补偿设置方法的应用。

技术领域

本发明涉及无损检测领域中的相控阵超声检测，具体涉及相控阵扇形扫描基准灵敏度及角度增益补偿的设置方法。

背景技术

承压设备包括各种锅炉、压力容器和压力管道等，属于重要生产设备，与国民经济生产和人民日常生活有着十分密切的联系。然而承压设备往往具有高温、高压和有毒介质等特点，一旦发生事故，后果极其严重。为避免可能出现的质量事故，承压设备在制造、使用、检验等环节中大量应用无损检测技术。

相控阵超声检测技术是目前国内外无损检测技术发展的新方向、新动力，是最先进的无损检测技术之一。相控阵超声技术是利用电子方式控制相控阵超声探头的声束来实现超声波发射、接收的方法。相控阵超声探头晶片是由多个小晶片构成，每个小晶片又称为阵元。每个阵元能被独立的激发，并施加不同的时间延迟，所有阵元发射的超声波形成一个整体波阵面，能够实现动态聚焦，并能有效地控制发射超声束的形状和方向。它为确定缺陷的形状、大小和方向提供出比单个或多个常规超声波探头系统更大的能力。相控阵超声检测技术具有成像功能，检测结果以图像形式显示，分为A扫描、B扫描、S扫描、E扫描及P扫描等，直观易懂，存储的数据具有动态回放功能，并且还能记录扫查位置。这些功能是常规超声检测技术难以做到的。

相控阵超声检测技术已经在我国开始应用，例如在西气东输管道工程检测管道环焊缝，在安徽六安和安庆火力发电厂检测薄壁小径管环焊缝，对汽轮机叶片根部和涡轮圆盘的检测、火车轮轴检测、核电站主泵隔热板的检测等等，有着巨大的应用空间，体现出相控阵超声检测的优越性。

相控阵超声检测技术在实际检测应用中经常采用扇形扫描技术和编码器记录扫查位置进行检测，这种检测方式优点明显，即：(1)采用多个角度扇形扫描检测，一次扫查检测范围大，检测效率高、速度快；(2)采用编码器实时记录检测位置；(3)能实现实时记录检测结果；(4)存储的检测图像数据可以动态回放。

但是相控阵超声采用扇形扫描和编码器记录扫查位置，平行于焊缝方向进行直线运动的检测方式也存在致命的缺点，这个缺点影响相控阵超声检测技术的应用，即：

(1)存储的检测数据分析时图像波幅出现饱和状态。

存储的检测数据分析时图像波幅经常出现饱和状态。所谓波幅饱和状态就是波高超过满屏高度的幅度不记录，但显示的图像颜色很深，通过分析软件的滤波器处理不了，给缺陷评定增加难度，无法进行评定。目前国内外相控阵超声设备满屏高度的幅值基本上是100％、220％、260％及800％等，超过上述值就会出现波幅饱和现象。图像饱和状态受检测灵敏度影响，只有改变灵敏度才能将幅度降下来，才能解决图像饱和问题。相控阵超声设备保存检测数据后，在分析时改变灵敏度范围很小，有的设备仅是-6dB～+6dB，有的设备根本不允许改变，满足不了缺陷分析评定的要求，只能重新检测，使检测成本增加，降低了检测效率。因为采用扇形扫描检测时基本上按评定线、定量线及判废线(即按Ⅰ区、Ⅱ区及Ⅲ区)进行评定缺陷，波幅处于饱和状态判断不了缺陷处于哪个区，所以无法对缺陷进行评定。

(2)相控阵超声采用扇形扫描检测时基准灵敏度及角度增益补偿有问题。