[发明专利]一种超声相控阵检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种超声相控阵检测装置，其特征在于，包括：检测平台、移动装置、夹持机构、相控阵探头、视觉传感器、位置编码器、楔块和控制器；

所述检测平台设置于平台移动导轨上，所述检测平台用于传动待检测工件；所述夹持机构的固定端固定于所述移动装置上，所述夹持机构的夹持端用于夹持所述相控阵探头和所述视觉传感器；所述位置编码器集成于所述楔块上，所述楔块与所述相控阵探头固定为一体；所述视觉传感器、所述位置编码器和所述相控阵探头的输出端均与所述控制器连接，所述控制器的输出端与所述移动装置的驱动电机连接；所述控制器用于根据待检测工件的参数、所述视觉传感器采集的图像和所述位置编码器采集的数据，调节所述移动装置的移动参数，并根据所述相控阵探头的探测数据，得到所述待检测工件的检测结果。

2.根据权利要求1所述的超声相控阵检测装置，其特征在于，所述夹持机构的夹持端与所述相控阵探头和所述视觉传感器的相对位置固定，所述夹持机构的固定端可移动的固定于所述移动装置上。

3.根据权利要求1所述的超声相控阵检测装置，其特征在于，所述视觉传感器为相机。

4.一种超声相控阵检测方法，其特征在于，所述超声相控阵检测方法应用于权利要求1-3任一项所述的超声相控阵检测装置，所述超声相控阵检测方法包括：

获取待检测工件的参数；所述参数包括形状、材料、尺寸和表面状态；

根据所述待检测工件的参数，确定每个检测角度对应的阵元组及阵元组中每个阵元的延迟时间；

根据所述待检测工件的参数，采用自动跟踪方法控制移动装置跟踪待检测工件，对所述待检测工件进行检测。

5.根据权利要求4所述的超声相控阵检测方法，其特征在于，所述根据所述待检测工件的参数，确定每个检测角度对应的阵元组及阵元组中每个阵元的延迟时间，具体包括：

利用公式确定相邻两阵元之间的延迟时间Δt；其中，d为相邻两阵元之间的中心距，α为声束偏转角度，c为超声波在介质中的波速；

利用公式确定第i个阵元的延迟时间t_i；其中，R为焦点到阵元组所在平面的垂直距离，L_i为第i个阵元到阵列中心的距离，N为阵元组中阵元的个数；t₀为时间常数，t₀大于聚焦延时中的最小延时量。

6.根据权利要求4所述的超声相控阵检测方法，其特征在于，所述根据所述待检测工件的参数，采用自动跟踪方法控制移动装置跟踪待检测工件，对所述待检测工件进行检测，具体包括：

当所述待检测工件为直线型焊缝时，采用相邻点直线插补的方法控制移动装置跟踪所述待检测工件，对所述待检测工件进行检测；

当所述待检测工件为非直线型焊缝时，采用预测量的跟踪方法控制所述移动装置跟踪所述待检测工件，对所述待检测工件进行检测。

7.根据权利要求6所述的超声相控阵检测方法，其特征在于，所述当所述待检测工件为直线型焊缝时，采用相邻点直线插补的方法控制移动装置跟踪所述待检测工件，对所述待检测工件进行检测，具体包括：

获取所述直线型焊缝的轮廓；

采用定距插补算法控制所述移动装置跟踪所述直线型焊缝的轮廓，对所述直线型焊缝进行检测。