[发明专利]一种能确定缺陷尺寸及位置参数的TOFD检测方法

摘要

本发明公开了一种能确定焊缝缺陷尺寸和位置的TOFD检测方法，其先在焊缝的一侧放置一个发射探头，焊缝的另一侧放置两个接收探头，一个接收探头靠近焊缝；然后再建立一个椭圆的数学模型，并利用matlab软件编程计算求解。本发明增加一个接收探头，这样一个发射探头发射，两个接收探头接收缺陷端部衍射回波，对相关数据信息进行计算处理，即可得到产生衍射波的精确位置。对于一个连续的缺陷而言，得到缺陷的两端部位置，即可确定缺陷尺寸及位置参数；采用本发明方法能精确测定缺陷尺寸及位置参数，满足一些对带缺陷的重要部件的安全评估的数据精度要求，且能减少表面盲区。 

主权项

一种能确定焊缝缺陷尺寸和位置的TOFD检测方法，其特征在于：该方法步骤如下：1）在焊缝的一侧放置一个发射探头（1），焊缝的另一侧放置两个接收探头，分别为第一接收探头（2）、第二接收探头（3），其中第一接收探头（2）靠近焊缝；2）建立一个数学模型，确定缺陷的位置及尺寸① 首先，定义以下参数，其中缺陷m上端为a，下端为b，其中以缺陷a点为例，确定其位置、尺寸；D  被检工件厚度，为已知参数；s  声波在工件中传播的声速，为已知参数；c1  发射探头（1）、第一接收探头（2）间的距离的一半,为已知参数；c2  发射探头（1）、第二接收探头（3）间的距离的一半,为已知参数；h1  缺陷上端a距离工件上表面的尺寸，为所求参数；L1  缺陷距离发射探头（1）的水平尺寸，为所求参数；ta1 发射探头（1）发出的波到a的时间，为未知参数；ta2  第一接收探头（2）收到a点衍射波时间，为未知参数；ta3  第二接收探头（3）收到a点衍射波时间，为未知参数；a1=(ta1+ta2)*s/2,从TOFD检测仪上获取，为已知参数；a2=(ta1+ta3)*s/2,从TOFD检测仪上获取，为已知参数；② 构建函数缺陷m位于由发射探头（1）、第一接收探头（2）为焦点的、长轴为2a=(ta1+ta2)*s=2*a1、焦距为2c=2*c1的椭圆上，且又位于由发射探头（1）、第二接收探头（3）为焦点的、长轴为2a=(ta1+ta3)*s=2*a2、焦距为2c=2*c2的椭圆上，因此确定两椭圆的交点坐标m(x,y)即可确定缺点的位置及尺寸；令三个探头所在直线为x轴，y轴位于发射探头、第一接收探头中间，与x轴相垂直，由于缺陷位于发射探头、第一接收探头之间的焊缝上，所以，又缺陷仅位于探头的一侧，所以y仅正或仅负，令y仅有正值；则建立以发射探头、第一接收探头为焦点的椭圆方程如下，以发射探头（1）、第一接收探头（2）为焦点的椭圆方程 以发射探头（1）、第二接收探头（3）为焦点的椭圆向x轴正向移动了z=c2‑c1的距离，所以椭圆方程为 由式1、式2联立求解的x,y值，利用matlab软件计算求解，其中：  舍去不在(‑c1,c1)的x值，即可求得a点的位置坐标，y即为缺陷m到工件上表面的距离h1，缺陷到发射探头的水平距离L1=x+c1；③ 确定其他点的位置同理可求解缺陷另一端b点位置的坐标，然后做出工件截面的缺陷分布位置图，并根据a、b点坐标获取缺陷相对于工件表面的倾斜程度；在TOFD数据分析中，对两个接收探头各自生成的D扫描灰度图上被认为是同一个缺陷产生的衍射回波位置进行标定，获取a1、a2参数，又c1、c2、s为检测时已知参数，即可根据上述参数可得出缺陷分布示意图。