便携式超声相控阵检测成像仪制造技术

本发明专利技术提供一种具有简单、方便、自然的人机交互性、工程应用性强的便携式超声相控阵检测成像仪。它是由触摸屏、计算机、超声相控阵电路系统、超声相控阵探头和检测成像软件组成的。触摸屏连接计算机，计算机通过数据总线连接超声相控阵电路系统，触摸屏、计算机、超声相控阵电路系统三者集成一体，构成仪器主体，通过电缆外接超声相控阵探头，检测成像软件安装在计算机上。本发明专利技术可用于手工检测，可获得缺陷的Ａ扫、Ｂ扫或Ｓ扫描图像。也可与一个或两个自由度的扫查器相连，并将超声探头安装在扫查器的夹具上，用于工业领域的自动无损探伤，可获得缺陷的Ａ、Ｂ、Ｃ三种扫描图像。非常适用于工业领域的无损探伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声检测技术，具体说就是一种便携式超声相控阵检测成像仪。(二)
技术介绍
现有的超声检测技术虽然已作为一种成熟的无损检测技术广泛用于工业生产各 个部门，但目前的超声检测方法还存在以下问题操作复杂，使用不方便。现有的工业用探 伤仪多为单探头探伤仪，为了全面检查工件，就必须手工操作或用机械操作进行扫描；单探 头超声手工操作劳动强度大，而机械扫描装置复杂，并对复杂形状的工件无能为力，检测可 靠性差。单探头探伤仪无法进行实时扫描，对工件内部也不能做详细的检查，致使很难对缺 陷进行定量评价，更难判断缺陷的形状和性质；检测结果直观性差，对操作人员要求很高。 现有的探伤仪特别是A扫探伤仪，缺乏检测结果的图像化处理，缺陷的判定依靠操作人员 的经验，不能直观的显现缺陷形状，容易造成判断的失误。 超声相控阵检测成像技术的出现成功的解决了这些问题。与传统手动超声检测相 比，超声相控阵检测成像技术在检测速度、缺陷定量、准确性及降低作业强度等方面有着明 显的优越性。由于声束角度可控及实现动态聚焦，超声相控阵技术具有可检测复杂构件和 盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点，可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则 的被检测对象，如管形焊缝、板材和管材等，超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降 低技术成本。特别是在焊缝检测中，采用合理的相控阵检测技术，只需将换能器沿焊缝方向 扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。 近年来，超声相控阵检测技术因其独特的优点引起国际无损检测领域的高度重 视。将超声相控阵技术与计算机成像技术相结合，对构件内部具有极好的实时成像能力， 超声图像可以提供直观和大量的信息，准确检测出物体中的缺陷，并确定其位置、大小和性 质。因此，超声相控阵检测技术作为现代定量无损检测的新技术，在工业和工程检测评估领 域的应用具有明显的优势。 目前，国外的超声相控无损探伤已经发展到了一个比较成熟的阶段，国外的公司 已经生产出 一些便携式超声相控阵产品，这些便携式检测设备可适用于野外检测和现场检 测，携带方便，应用性较强。在这方面，国内还没有类似的仪器产品问世，便携式超声相控阵 产品的研究现在正成为一个热点问题。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有简单、方便、自然的人机交互性、工程应用性强的 便携式超声相控阵检测成像仪。 本专利技术的目的是这样实现的所述的便携式超声相控阵检测成像仪，它是由触摸 屏1、计算机2、超声相控阵电路系统3和超声相控阵探头4和检测成像软件组成的。触摸 屏l连接计算机2，计算机2通过数据总线连接超声相控阵电路系统3，触摸屏1、计算机2、 超声相控阵电路系统3三者集成一体，构成仪器主体5，通过电缆外接超声相控阵探头4，检测成像软件安装在计算机2上。 本专利技术还有以下技术特征 (1)所述的超声相控阵探头4由多晶片阵元组构成，是线性阵列换能器或相控阵 列换能器。 (2)所述的超声相控阵电路系统3包括主控板6、超声触发/接收板7，超声触发/ 接收板7分别连接主控板6和超声相控阵探头4。 (3)所述的检测成像软件通过触摸屏1设置各种功能参数，根据检测实际需求，提 供多种检测算法。并由计算机2给出指令，超声相控阵电路系统3控制超声相控阵探头4 发射接收声波信号，并实时数据采集，提供多种缺陷图像显示方式。 本专利技术便携式超声相控阵检测成像仪，可用于手工检测，可获得缺陷的A扫、B扫 或S扫描图像。也可与一个或两个自由度的扫查器相连，并将超声探头安装在扫查器的夹 具上，用于工业领域的自动无损探伤，可获得缺陷的A、B、C三种扫描图像。由于使用触摸屏 作为计算机输入设备，使得超声相控阵检测成像仪具有简单、方便、自然的人机交互性，工 程应用性强，非常适用于工业领域的无损探伤。(四) 附图说明 图1为本专利技术的结构原理图； 图2为本专利技术的纵波检测实施图； 图3为本专利技术的横波检测实施图； 图4为本专利技术的自动扫查实施图。(五) 具体实施例方式下面结合附图举例对本专利技术作进一步说明。 实施例1 :结合图l，本专利技术便携式超声相控阵检测成像仪，它是由触摸屏(1)、计 算机(2)、超声相控阵电路系统(3)和超声相控阵探头(4)和检测成像软件组成的。触摸屏 (1)连接计算机(2)，计算机(2)通过数据总线连接超声相控阵电路系统(3)，触摸屏(1)、 计算机(2)和超声相控阵电路系统(3)三者集成一体，构成仪器主体(5)，通过电缆外接超 声相控阵探头(4)，检测成像软件安装在计算机上。 本专利技术还有以下技术特征 所述的超声相控阵探头(4)由多晶片阵元组构成，是线性阵列换能器或相控阵列 换能器，可安装在楔块上，通过耦合剂放置在被检工件表面进行无损探伤。 所述的超声相控阵电路系统(3)包括主控板(6)、超声触发/接收板(7)，超声触 发/接收板(7)分别连接主控板(6)和超声相控阵探头(4)。 所述的检测成像软件通过触摸屏对软件界面菜单参数进行设置，主要设置探头 和楔块的结构和数据参数；设置检测工件对象、校准等各项检测参数；设置各种扫描方式 的阵元组合方式、聚焦方式、聚焦类型等参数；设置图像显示方式；设置超声检测的常规参 数，如闸门，脉冲重复频率等参数；根据实际检测需求，完成检测算法配置；并通过触摸屏 对软件界面的控制按钮进行操作，主要对增益范围、视图显示、图像縮放、显示冻结及光标 移动等项进行控制。 计算机(2)将检测算法配置给超声相控阵电路系统(3)，超声相控阵电路系统(3) 根据检测算法控制超声相控阵探头(4)发射接收声波，完成对缺陷的无损检测，并将数据 送给计算机(2)。缺陷图像以A、B、C、S四种扫描成像方法显示，并可进行缺陷图像分析，自 动生成缺陷报告。 实施例2 : 结合图2，本专利技术由触摸屏(1)、计算机(2)、超声相控阵电路系统(3)、超声相控阵 探头(4)和检测成像软件组成。其中触摸屏(1)、计算机(2)及超声相控阵电路系统(3)三 者集成一体，构成仪器主体(5)，外接超声相控阵探头(4)。 在本实施中，选用工作频率2. 25MHz，64阵元的超声线阵探头与仪器相连。超声相控阵电路系统性能如表1所示，由一个主控板及两个超声触发/接收板组成，每块超声触发/接收板能均能实现8路信号的触发和回波信号的采集。系统中，每4个相控阵元通过切换控制共用信号处理通道。 表1实施例2电路系统性能参数参数性能通道数16工作频率2.25 薩Hz阵元电丌(50 80V动态范围80dB延吋粘度lns脉冲延吋范,0us 65 us接收延时范围0us 16000 usA/D釆样频率62.5MHz信号放大带宽650kHz 20 MHz最大脉冲重复频率2KHz通讯端口USB2. O(兼容USB1. 1) 结合图2，由于采用纵波检测工件的缺陷，将超声相控阵探头(4)安装在楔块(8) 上，并用耦合剂与工件(9)相耦合，在该实施例中，探伤人员在工件(9)表面手动操作超声 相控阵探头(4)进行探伤。采用16个阵元作为子阵进行线性扫描，偏转角度45。，子阵步 进0. 5个阵元， 一共发射了 98组声束，在仪器屏幕上可实时得到各声束的A扫曲线及图2 所示区域的缺陷B扫描图像。在本实施例中采用纵波探伤时，还可以进行扇形扫描检测；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
便携式超声相控阵检测成像仪，它是由触摸屏（１）、计算机（２）、超声相控阵电路系统（３）和超声相控阵探头（４）和检测成像软件组成，其特征在于：触摸屏（１）连接计算机（２），计算机（２）通过数据总线连接超声相控阵电路系统（３），触摸屏（１）、计算机（２）及超声相控阵电路系统（３）三者集成一体，构成仪器主体（５），通过电缆外接超声相控阵探头（４），检测成像软件安装在计算机（２）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单宝华，王华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]