本发明专利技术涉及相控阵超声检测技术领域，公开了一种动态聚焦相控阵超声检测方法、装置、设备及介质，其中方法包括：获取待检部件及相控阵超声探头的三维模型，并构建空间坐标系；控制相控阵超声探头于待检部件的耦合面移动，获取探头的空间坐标；根据空间坐标及三维模型，获取相控阵超声探头相对于待检部件的位置取向；对待检部件进行虚拟切面，获取当前检测时刻的切面轮廓来计算实时聚焦法则；根据实时聚焦法则进行当前位置超声检测，移动相控阵超声探头并更新实时聚焦法则，直至完成所有检测位置的超声检测。本发明专利技术通过统一建模，获取不同检测位置的实时聚焦法则，能够提高检测灵敏度，降低位置相对误差，保证检测结果的准确性及可靠性。及可靠性。及可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种动态聚焦相控阵超声检测方法、装置、设备及介质
[0001]本专利技术涉及相控阵超声检测
，具体涉及一种动态聚焦相控阵超声检测方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]超声检测具有可达性强、装置简单易操作、不受部件形状尺寸限制、对部件无污染破坏、对人体无辐射潜在伤害，且检测结果准确可靠、灵敏度高，非常适合部件不拆卸时的现场原位检测。其中，相控阵超声技术(Phased Array Ultrasonic Testing，PAUT)作为超声检测技术的一个重要分支，近年来随着微电子、信号处理等技术的发展得到了快速的完善和成熟，在工业无损检测方面得到了广泛应用。相控阵超声是通过计算机来控制多个晶片的激励(振幅和延时)，形成相应的聚焦法则实现声束的偏转和聚焦，从而在不移动或少移动探头的情况下，实现工件内部缺陷的检出和定量。相控阵超声探头作为实现上述过程的关键部件，是由按一定形状排列的不同压电晶片所组成。
[0003]目前相控阵超声进行工作时主要有三种聚集法则，分别为：扇形扫描、线性扫描和动态深度扫描。但是现有技术中，相控阵超声检测时，无论采用哪种聚焦法则，仪器只能设置固定一种聚焦法则，随着探头扫查移动或者旋转，均为固定的一种聚焦法则。如遇到复杂形状部件，在探头移动方向和探头旋转方向被检部件的截面形状及所检区域是不同的，随着探头的移动或旋转，截面形状及所检区域在不断变化且变化幅度较大，采用一种固定的聚焦法则无法实现全部被检区域的可靠高灵敏度覆盖及检测，严重影响检测结果的准确性、灵敏度及可靠性。
专利技术内容
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种动态聚焦相控阵超声检测方法、装置、设备及介质，以解决相控阵超声探头无法进行动态聚焦导致超声检测不灵活的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种动态聚焦相控阵超声检测方法，方法包括:
[0006]按照预设建模方式对待检部件及相控阵超声探头同时进行三维扫描建模，得到对应的三维模型，并以待检部件的预设特征点为原点，构建空间坐标系；
[0007]控制相控阵超声探头于待检部件的耦合面进行移动，并通过预先设置在相控阵超声探头的空间坐标采集器进行不同检测位置的空间坐标采集；
[0008]将所采集的空间坐标值融入到空间坐标系中，并根据待检部件及相控阵超声探头的模型，获取相控阵超声探头在当前检测位置相对于待检部件的位置取向；
[0009]基于三维模型，并根据位置取向对待检部件进行虚拟切面，获取当前检测时刻的切面轮廓，并根据相控阵超声探头与切面轮廓内不同聚焦位置的距离计算不同探头晶片的激发时间，来生成实时聚焦法则；
[0010]通过将待检部件实时聚焦法则传输至待检部件相控阵超声探头的全部晶片，进行当前位置的探头晶片激发，生成超声波进行超声检测；
[0011]完成当前位置的超声检测后，移动待检部件相控阵超声探头至下一检测位置，动态更新待检部件相控阵超声探头的空间坐标、切面轮廓及实时聚焦法则，并激发探头晶片进行检测，直至待检部件耦合面所有检测位置均完成超声检测。
[0012]本专利技术实施例提供的动态聚焦相控阵超声检测方法，通过构建待检部件及相控阵超声探头的三维模型，并以待检部件的预设特征点为原点，构建空间坐标系，控制相控阵超声探头于待检部件的耦合面移动，并通过预先设置在相控阵超声探头的空间坐标采集器进行不同检测位置的空间坐标采集，将空间坐标融入空间坐标系中，获取相控阵超声探头相对于待检部件的位置取向，并根据位置取向获取轮廓切面，计算实时聚焦法则，根据实时聚焦法则控制相控阵超声探头的晶片进行激发检测，移动相控阵超声探头并计算不同位置的实时聚焦法则，直至完成待检部件的耦合面内所有检测位置的超声检测。本专利技术通过构建相控阵超声探头及待检部件的统一三维模型及统一空间坐标系，获取不同检测位置的实时聚焦法则，能够提高检测灵敏度，降低位置相对误差，保证检测结果的准确性及可靠性。
[0013]在一种可选的实施方式中，预设建模方式包括：蓝光扫描建模、激光扫描建模或工业CT扫描建模中的任一种。
[0014]本专利技术通过多种方式对相控阵超声探头及待检部件进行统一的三维建模，从而保证两者能够在同一坐标系下进行超声检测，能够避免由于轮廓误差导致的超声检测精度不高的问题。
[0015]在一种可选的实施方式中，预设特征点为待检部件上有规则特征的点。
[0016]本专利技术通过选取待检部件上有规则的特征点作为原点，从而方便空间坐标系的构建。
[0017]在一种可选的实施方式中，按照六点定位原则在相控阵超声探头上设置六个空间坐标采集器。
[0018]本专利技术根据六点定位原则进行空间坐标采集，能够保证即使进行复杂形状部件的超声检测，也能实现相控阵超声探头在X、Y、Z轴平移位置和绕X、Y、Z轴的旋转角度的准确定位，保证空间坐标获取精度，从而保证超声检测的精确度。
[0019]在一种可选的实施方式中，位置取向为以待检部件耦合面的中间位置为参考，相控阵超声探头与待检部件的空间位置关系。
[0020]本专利技术通过构建待检部件与相控阵超声探头的三维模型及空间坐标，能够准确掌握待检部件与相控阵超声探头的模型形状，再根据两者的相对空间位置关系，能够基于相控阵超声探头的入射方向对待检部件进行虚拟切面，获取检测面的切面轮廓，从而根据具体轮廓结构计算对应的聚焦法则，对待检部件进行动态聚焦超声检测，提高检测灵敏度性，保证检测结果的准确性及可靠性。
[0021]在一种可选的实施方式中，通过将待检部件实时聚焦法则传输至待检部件相控阵超声探头的全部晶片，进行当前位置的探头晶片激发，生成超声波进行超声检测的过程，包括：根据计算得到实时聚焦法则获取不同晶片的激发时间，对晶片进行通电激发产生超声波，基于不同时间差的超声波的衍射干涉作用，使超声波在待检部件内部进行声束聚焦和声束偏转，对待检部件进行检测。
[0022]本专利技术通过轮廓切面的形状及尺寸计算不同检测位置的实时聚焦法则，能够获取当前位置下探头内不同晶片的激发时间，按照激发时间对晶片进行通电激发，从而产生不
同时间差的超声波，实现对形状结构复杂的部件进行超声检测，提高检测灵敏度，保证检测结果的准确性。
[0023]在一种可选的实施方式中，切面轮廓对应的聚焦法则的声波入射点与相控阵超声探头的楔块理论入射点一致。
[0024]本专利技术通过楔块与相控阵超声探头配合，实现保护探头、声束延时或声束转换等功能，从而保证超声能够按照实时聚焦法则的声波入射点进行超声发射并完成超声检测，保证检测结果的可靠性。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种动态聚焦相控阵超声检测装置，包括：
[0026]模型构建模块，用于按照预设建模方式对待检部件及相控阵超声探头同时进行三维扫描建模，得到对应的三维模型，并以待检部件的预设特征点为原点，构建空间坐标系；
[0027]坐标采集模块，用于控制相控阵超声探头于待检部件的耦合面进行移动，并通过预先设置在相控阵超声探头的空间坐标采集器进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种动态聚焦相控阵超声检测方法，其特征在于，所述方法包括：按照预设建模方式对待检部件及相控阵超声探头同时进行三维扫描建模，得到对应的三维模型，并以所述待检部件的预设特征点为原点，构建空间坐标系；控制所述相控阵超声探头于所述待检部件的耦合面进行移动，并通过预先设置在所述相控阵超声探头的空间坐标采集器进行不同检测位置的空间坐标采集；将所采集的空间坐标值融入到所述空间坐标系中，并根据所述待检部件及所述相控阵超声探头的三维模型，获取所述相控阵超声探头在当前检测位置相对于所述待检部件的位置取向；基于所述三维模型，并根据所述位置取向对所述待检部件进行虚拟切面，获取当前检测时刻的切面轮廓，并根据所述相控阵超声探头与所述切面轮廓内不同聚焦位置的距离计算不同探头晶片的激发时间，来生成实时聚焦法则；通过将所述实时聚焦法则传输至所述相控阵超声探头的全部晶片，进行当前位置的探头晶片激发，生成超声波进行超声检测；完成当前位置的超声检测后，移动所述相控阵超声探头至下一检测位置，动态更新所述相控阵超声探头的空间坐标、切面轮廓及实时聚焦法则，并激发探头晶片进行检测，直至待检部件耦合面所有检测位置均完成超声检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设建模方式包括：蓝光扫描建模、激光扫描建模或工业CT扫描建模中的任一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设特征点为所述待检部件上有规则特征的点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照六点定位原则在所述相控阵超声探头上设置六个空间坐标采集器。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述位置取向为以所述待检部件耦合面的中间位置为参考，所述相控阵超声探头与所述待检部件的空间位置关系。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过将所述实时聚焦法则传输至所述相控阵超声探头的全部晶片，进行当前位置的探头晶片激发，生成超声波进行超声检测的过程，包括：根据计算得到实时聚焦法则获取不同晶片的激发时间，对晶片进行通电激发产生超声波...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖俊峰，李永君，张炯，高斯峰，唐文书，南晴，刘全明，马伟，徐小卜，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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