Page 95 - 无损检测2023年第十一期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202311011

变厚度工件的超声 C 扫描成像数据采集方法

张义凤, 夏玉秀, 薛 峰
( 上海材料研究所有限公司 上海市工程材料应用与评价重点实验室, 上海 200437 )

摘 要: 针对超声自动 C扫描系统检测过程中的超声 A 扫描信号闸门调节展开研究, 提出了一
种适用于变厚度工件的多闸门动态跟踪方法。其基本原理是在变厚度工件的上下表面回波之间设置
检测闸门, 同时跟踪上表面回波与底面回波, 改善脉冲反射法检测过程中变厚度工件上表面或底面的
界面变化导致的回波位置变动现象, 降低干扰波影响, 将闸门记录的有效数据最大化。最后, 通过对
含有人工缺陷的变厚度不锈钢板的水浸超声检测, 验证了多闸门动态跟踪方法的可行性。

关键词: 超声 C扫描; 闸门调节; 缺陷识别; 波形跟踪

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 11-0053-06

Dataac q uisitionmethodofultrasonicC-scanima g in g forvariablethicknesswork p ieces

ZHANGYifen g XIAYuxiu , XUEFen g
,

( Shan g haiKe yLaborator y ofEn g ineerin gMaterialsA pp licationandEvaluation ,

Shan g haiResearchInstituteofMaterialsCo. , Ltd. , Shan g hai , 200437 , China )

Abstract : Thisstud y investi g atedthe g atead j ustmentofultrasonicA-scansi g nalsinthe p rocessofultrasonicC-

scandetections y stem , andp ro p osedamulti- g ated y namictrackin gmethodsuitableforwork p ieceswithvariable

thickness.Thebasic p rinci p lewastosetthedetectiong ateontheechoesbetweenthesurfaceandbottomofthe

variablethicknesswork p iece , andthedetection g atesimultaneousl y trackedthesurfaceechoandthebottomecho.

Thismethodcanim p rovethecircumstancewhenthesurfaceorthebottomofthevariablethicknesswork p iece

chan g eddurin g thedetection p rocess , itreducedtheinfluenceofinterferencewavesandmaximizedtheeffectivedata

collectedb y the g ate.Finall y , thefeasibilit y ofthemulti- g ated y namictrackin gmethodwasverifiedb y usin gwater

immersionultrasonictestin g todetectvariablethicknessstainlesssteel p lateswithartificialdefects.

Ke ywords : ultrasonicC-scan ; g atead j ustment ; defectidentification ; waveformstrackin g
目前, 超声检测方法广泛应用于工程材料的无 信号的反射波强度转换为图像灰度进行图像化显
损评估中。其检测原理为: 由压电换能器激励产生 示。相较于传统的超声 A 扫描信号显示方法, 超声
超声波, 超声波通过耦合剂入射到被测试的材料中, C扫描检测系统能够实现数字化自动扫描, 结果以
材料的不连续会产生反射声波, 被接收换能器接收 图像形式显示, 更直观, 更高效。
并转换为电信号, 显示幅值与声时等特征的 A 扫描 超声 A 扫描信号通过设置闸门记录及存储接
数据, 从而来表征材料内部结构状态。超声 C 扫描 收回波, 闸门的位置由人工手动设置, 当相邻回波的
声时非常接近时, 容易出现回波混叠现象; 被测材料
图像利用检测闸门对时域回波信号进行记录采集,
提取波形特征, 将超声波在检测工件内部的 A 扫描 的结构复杂时, 回波声时不断变化, 容易溢出闸门位
置导致闸门数据不准确。现有系统具有上表面上升
收稿日期: 2023-03-31 沿或上表面峰值跟随的固定宽度闸门, 可以适应检
基金项目: 基 于工业机 器 人 的 智 能 超 声 检 测 国 际 标 准 研 究
测过程中被测材料上表面高度改变对回波信号的影
( 20DZ2204300 )
响, 但无法满足其他场景变厚度零件的检测需求 [ 1 ] 。
作者简介: 张义凤( 1978- ), 女, 博士, 正高级工程师, 主要从事
在曲面变厚度工件的自动检测中, 竺科仪等 [ 2 ] 提出
先进无损检测技术研究工作
了变厚度曲面复合材料的自动波形跟踪方法来实现
通信作者: 张义凤, 正高级工程师, zhan gy ifen g _ ndt@163.com
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2023年 第45卷 第11期
无损检测