[发明专利]一种超声相控阵检测装置及检测方法

说明书

本发明涉及一种超声相控阵检测装置及检测方法。该检测装置的检测平台设置于平台移动导轨上，检测平台用于传动待检测工件；夹持机构的固定端固定于移动装置上，夹持机构的夹持端用于夹持相控阵探头和视觉传感器；位置编码器集成于楔块上，楔块与相控阵探头固定为一体；视觉传感器、位置编码器和相控阵探头的输出端均与控制器连接，控制器的输出端与移动装置的驱动电机连接；控制器用于根据待检测工件的参数、视觉传感器采集的图像和位置编码器采集的位置数据，调节移动装置的移动参数，并根据相控阵探头的探测数据，得到待检测工件的检测结果。本发明可以提高缺陷检测的精度。

技术领域

本发明涉及超声检测领域，特别是涉及一种超声相控阵检测装置及检测方法。

背景技术

传统对焊缝缺陷的无损检测方法有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测等。上述方法在对焊缝检测时，往往存在盲区大、精度低、耗时长和危害大等局限性。常规超声在检测具有复杂的外部结构和内部缺陷的焊缝时，探头移动受空间限制较大，容易造成漏检。并且探伤结果成像不直观，不易于缺陷识别和分析。

超声相控阵检测作为超声检测的一个重要分支，于20世纪80年代初从医疗领域跃入工业领域。相控阵超声技术在常规超声的基础上，应用相控阵雷达原理，按照一定的聚焦和延时法则激励一组压电晶片，通过调整被激励晶片的时间、序列和数量来控制声束偏转和聚焦，实现在不移动或少移动探头的情况下对几何形状复杂的焊缝进行声波全覆盖扫查。与传统超声检测相比，超声相控阵检测具有良好的波束引导能力，可使检测效率、分辨力、信噪比和灵敏度等性能得到极大提高。同时满足在制、在役等多种不同场合下检测，有效减轻了超声无损检测的劳动强度，延伸了作业范围。

目前，超声相控阵检测在灵活、快速、安全、可靠和实时成像等方面具有明显优势，正日益广泛的应用于天然气石油管道、核电转子与叶片、核电站封头、大型全焊接阀门和航空航天复合材料等领域的焊缝检测中。但检测后复杂的超声数据中缺陷信号的分析，迄今为止仍严重依赖于经验丰富的检验员。常用的使用简单决策(如信号幅度阈值)的自动化系统已无法满足对缺陷进行识别分类的需求，自2012年取得突破性进展的深度学习网络给焊缝缺陷自动识别问题带来新的探索方向。

国内超声相控阵检测技术由于相关研究应用较为滞后，自动化检测软件和自动化检测装备等都不够完善，导致工程应用中测量的速度、精度达不到要求，加上被测工件的内、外部结构复杂，使得对探伤结果中缺陷识别处理不够精准。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声相控阵检测装置及检测方法，以提高缺陷检测的精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超声相控阵检测装置，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。

可选的，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。

可选的，所述视觉传感器为相机。

本发明还提供一种超声相控阵检测方法，所述超声相控阵检测方法应用于上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；所述参数包括形状模型、材料、焊缝尺寸和表面状态；