超声C扫描检测分辨力的计算方法、测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声C扫描检测分辨力的计算方法、测量装置和测量方法，该计算方法适用于反射法超声C扫描检测分辨力的分析和验证。利用超声显微系统、两个直角直缝试块和固定件，得到直缝试块的超声C扫描图像，然后采用最小二乘拟合和归一化算法得到边缘响应函数曲线，即可得到特定超声换能器C扫描检测的真实分辨力。达到了综合客观因素准确计算超声C扫描成像检测分辨力的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
超声C扫描检测分辨力的计算方法、测量装置和测量方法
本专利技术涉及超声波
，具体涉及一种超声C扫描检测分辨力的计算方法、测量装置和测量方法。
技术介绍
超声C扫描成像检测是评价被测件质量广泛应用的重要方法，超声C扫描检测分辨力对于检测结果的可靠性至关重要；若选用低分辨力的超声换能器会造成缺陷漏检、少检，无法控制工件质量，可能会引发重大事故；若选用高分辨力的超声换能器，易造成误判缺陷，给企业带来不必要的经济损失，无法实现最优效益。目前超声检测中通常采用瑞利准则进行换能器理论分辨力估算，其主要依据光学衍射极限原理，确定的分辨力大小分别与声波波长及换能器的孔径和焦距有关。另外一种常用的理论计算方法为斯帕洛准则，即用两个最接近的、明晰可区分的像点之间的真实距离来评价成像系统的分辨力。另外文献检索发现，无损检测1993年12期(郑中兴论文《超声检测中的灵敏度和分辨力》)论述了半波长作为可发现最小界限缺陷的不足，指出其未考虑缺陷相对于辐射声束的方位和缺陷本身的粗糙度、性质等有关特征，并提出超声检测中检出最小缺陷和可识别相邻两缺陷的分辨能力是和多种因素相关的。如何综合客观因素，根据工程需要准确计算超声C扫描成像的检测分辨力以及如何准确测量超声C扫描成像的检测分辨力是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于反射法超声C扫描检测分辨力的计算方法，达到了综合客观因素准确计算超声C扫描成像的检测分辨力的技术效果。本专利技术第一方面，本专利技术提供一种用于超声C扫描检测分辨力的计算方法，所述计算方法用于计算超声换能器的超声C扫描检测分辨率，包括：利用阿贝尔变换法计算被测换能器理论声场横截面的线响应函数和超声波反射体的边缘响应分布曲线。根据归一化的所述超声波反射体边缘响应分布曲线幅值得到超声换能器的超声C扫描检测分辨率。根据本专利技术的一个实施例，所述利用阿贝尔变换法计算被测换能器理论声场横截面的线响应函数和单直角边的边缘分布，包括：根据所述超声换能器参数计算其焦平面的二维声场分布。利用阿贝尔变换法计算得到所述二维声场分布的线响应函数。对所述二维声场分布的线响应函数进行积分运算得到超声波反射体的边缘响应函数。根据本专利技术的一个实施例，所述根据归一化的所述超声波反射体边缘响应分布曲线幅值得到超声换能器的超声C扫描检测分辨率，包括：改变所述超声波反射体的边缘响应函数曲线的横向间距。直至叠加后的所述归一化超声波反射体的边缘响应函数曲线幅值降为其原来的二分之一。通过所述改变的超声波反射体的边缘响应函数曲线的横向间距和缝隙宽度得到所述超声换能器的超声C扫描检测分辨率。根据本专利技术的一个实施例，所述超声波反射体包括两个直角边试块。根据本专利技术的一个实施例，所述直角边试块的粗糙度小于3.2微米。根据本专利技术的一个实施例，所述超声换能器的频率范围为：所述缝隙宽度为两个直角边试块之间放置的固定厚度的固定件与各个试块的宽度。本专利技术第二方面公开了一种用于超声C扫描检测分辨力的测量装置，测量装置用于测量超声换能器的超声C扫描检测分辨率，包括超声显微系统、两个直角直缝试块和固定件；所述超声显微系统用于根据扫查步进间距扫查所述直角直缝试块、接收所述直角直缝试块的回波信号以及根据所述回波信号成像，所述固定件、所述超声显微系统分别位于所述直角直缝试块的缝隙的两端，所述固定件固定填充于所述两个直角直缝试块的一端，所述直角直缝试块用于产生回波信号。根据本专利技术的一个实施例，所述直角边试块的粗糙度小于3.2微米。根据本专利技术的一个实施例，所述超声换能器的频率范围为：(5-50)兆赫兹。本专利技术第三方面公开了一种超声C扫描检测分辨力的测量方法，所述测量方法用于以上所述的测量装置，包括：超声显微系统的按照步进间距轴向扫查所述直角直缝试块。超声显微系统接收到所述直角直缝试块的回波信号，根据所述回波信号实现超声C扫描成像。选取所述超声显微系统的超声C扫描成像中多行同长度过直角缝隙的灰度值数据，且用多项式最小二乘法拟合所述灰度值数据，对拟合后的函数曲线归一化处理后得到边缘响应曲线。根据归一化的所述直角直缝试块边缘响应分布曲线幅值得到超声换能器的超声C扫描检测分辨率。根据本专利技术的一个实施例，所述根据归一化的所述直角直缝试块边缘响应分布曲线幅值得到超声换能器的超声C扫描检测分辨率，包括：改变所述直角直缝试块的边缘响应函数曲线的横向间距。直至叠加后的所述归一化直角直缝试块的边缘响应函数曲线幅值降为其原来的二分之一。通过所述改变的直角直缝试块的边缘响应函数曲线的横向间距和缝隙宽度得到所述超声换能器的超声C扫描检测分辨率。本专利技术第四方面公开了一种存储介质，包括：可读存储介质和计算机指令，所述计算机指令存储在所述可读存储介质中；所述计算机指令用于实现以上所述的一种超声C扫描检测分辨力的计算方法。本专利技术第五方面公开了一种存储介质，包括：可读存储介质和计算机指令，所述计算机指令存储在所述可读存储介质中；所述计算机指令用于实现以上所述的一种超声C扫描检测分辨力的测量方法。本专利技术提供的有益效果为：采用两个直角边试块组合形成直角边直缝超声波反射体，采用不同厚度的塞尺设定直缝的宽度，使试块反射面位于超声换能器的焦平面处，垂直直缝扫描，沿直缝步进得到C扫描图像。在直缝试块的超声C扫描图像中，选择多行同长度且过直角缝隙的图像数据，并做平滑处理，用多项式最小二乘法拟合函数曲线，对拟合后的函数曲线归一化处理得到边缘响应曲线，最终根据边缘响应曲线计算出反射法超声C扫描检测分辨力。达到了综合客观因素准确计算超声C扫描成像的检测分辨力的技术效果。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本专利技术实施例公开的超声C扫描检测分辨力的计算方法流程图；图2为本专利技术实施例公开的理论声场横截面的线响应函数图；图3为本专利技术实施例公开的根据理论声场横截面的线响应函数得到的边缘响应函数图；图4为本专利技术实施例公开的超声换能器C扫描测量方法示意图；图5为本专利技术实施例公开的超声C扫描对应成像结果的边缘响应曲线分布示意图。通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。超声波换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声C扫描检测分辨力的计算方法，其特征在于，所述计算方法用于计算超声换能器的超声C扫描检测分辨率，包括：/n利用阿贝尔变换法计算被测换能器理论声场横截面的线响应函数和超声波反射体的边缘响应分布曲线；/n根据归一化的所述超声波反射体边缘响应分布曲线幅值得到超声换能器的超声C扫描检测分辨率。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声C扫描检测分辨力的计算方法，其特征在于，所述计算方法用于计算超声换能器的超声C扫描检测分辨率，包括：
利用阿贝尔变换法计算被测换能器理论声场横截面的线响应函数和超声波反射体的边缘响应分布曲线；
根据归一化的所述超声波反射体边缘响应分布曲线幅值得到超声换能器的超声C扫描检测分辨率。


2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述利用阿贝尔变换法计算被测换能器理论声场横截面的线响应函数和单直角边的边缘分布，包括：
根据所述超声换能器参数计算其焦平面的二维声场分布；
利用阿贝尔变换法计算得到所述二维声场分布的线响应函数；
对所述二维声场分布的线响应函数进行积分运算得到超声波反射体的边缘响应函数。


3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述根据归一化的所述超声波反射体边缘响应分布曲线幅值得到超声换能器的超声C扫描检测分辨率，包括：
改变所述超声波反射体的边缘响应函数曲线的横向间距；
直至叠加后的所述归一化超声波反射体的边缘响应函数曲线幅值降为其原来的二分之一；
通过所述改变的超声波反射体的边缘响应函数曲线的横向间距和缝隙宽度得到所述超声换能器的超声C扫描检测分辨率。


4.根据权利要求1至3任一所述的计算方法，其特征在于，所述超声波反射体包括两个直角边试块。


5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述直角边试块的粗糙度小于3.2微米。


6.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述缝隙宽度为两个直角边试块之间放置的固定厚度的固定件。


7.一种用于超声C扫描检测分辨力的测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春广，马朋志，肖定国，潘勤学，杨博，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11