专利名称：衍射时差法超声检测快捷调校方法
技术领域：
本发明涉及一种参数设置方法，具体涉及一种衍射时差法超声检测快捷调校方法。
背景技术：
传统的无损检测仪其操作方式非常复杂，其中的菜单项目也比较分散，操作起来步骤太繁琐，这样不仅需要操作人员有丰富的技术经验，整个设置及校准过程也会耗费大量时间，并且整个过程由于人为的疏忽，也会遗漏一些参数设置及操作过程。由于无损检测行业特点，通常新型的数字化检测设备要求初次接受该仪器的人员对操作系统菜单及相应的校准、设置过程要有清晰的认识，在使用之前得长时间、多次地按照说明书的要求来进行仪器的调试，才能掌握某一仪器的使用。而现在我们通过一种全新的方法，将原来分散操作的整个调校过程组合在了一起，使初次接触该仪器的人只要具备一些检测知识，也能很完整、很熟练、很准确地完成整个仪器的调校过程，进而准确地完成检测工作。
发明内容
本发明要解决的问题是将一定的固定步骤调整检测模式、数据等简单化，把原来分散在各个菜单中的需要调整的项目组合在一起，按一定的顺序分步调节，使对TOFD调整项目不太清楚的人也能通过向导来完成参数的设置。为解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现衍射时差法超声检测快捷调校方法，根据检测需要按一定的固定步骤调整检测模式、数据等，把原来分散在各个菜单中的需要调整的项目组合在一起，按一定的顺序分步调节，TOFD多通道数据采集，进入仪器系统连接、进行参数设置和扫查器设置，需要灵敏度校准，在仪器参数设置好，调整灵敏度之后，进入工件扫查，再工件探伤，然后探伤出的进行数据进行保存及分析，包括设置部分、调校部分和主菜单设置，其具体实现过程包括以下步骤，a、设置部分的步骤如下，al)、进入向导后，‘检测信息’栏选择后弹出对话框，按要求输入对话框信息，在保存文件后，按照输入的信息顺序形成文件名，‘应用标准’提供检测所用的标准，为后面的检测方案提供选择范围；a2)、此步骤对工件情况进行设置，其中‘工件形状’的选择关系到扫查位置的选择，‘工件形状’提供了三种选择是‘平板’、‘外径’和‘内径’；a3)、此步骤对扫查的通道数和选择当前通道进行设置，如果不选择‘增加’来进行操作，此当前通道默认为TOFD模式，如果需要增加PC或者PE模式，则选择‘增加’来进行操作，增加提供‘PC—收一发’、‘PE脉冲回波’和‘关闭’ 3种选择，默认为关闭状态；a4)、此步骤显示发射接收的模式并控制所对应接口，提供有‘PC—发一收’、‘PE 脉冲回波’和‘T0FD时差衍射’三种模式，选择其中一种模式进行下一步设置，‘脉冲发生器’ 和‘接收器’用来对接口进行选择和定义。
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b、调校部分的步骤如下，bl)、进入校准后，进入下一步设置；b2)、此步骤显示总的通道数和选择当前需要校准的通道；b3)、此步骤显示提供了 3种校准类型‘编码器’、‘灵敏度’、‘超声’校准，其中‘编码器’和‘灵敏度’校准是在检测之前进行，显示为可校准即黑色字体状态，‘超声’校准则是在扫查结束后对扫查得到的A扫和B扫图像进行校准，该‘超声’校准为楔块的延时和声速进行校准，选择其中一种校准类型进行下一步设置；C、主菜单设置包括基本设置，闸门/报警，发射/接收，显示，测量，通道配置，扫查设置，文件。所述a3步骤中选择TOFD模式进行下一步设置，所述TOFD时差衍射模式是双探头组合工作的模式，包括以下步骤，此步骤为探头及楔块信息选择，探头频率提供自定义、1ΜΗζ、1. 25MHz、2MHz、 2. 5ΜΗΖ、4ΜΗΖ、5ΜΗΖ、10ΜΗΖ供选择，自定义为手动输入选定的探头频率，也可根据聚焦深度选择合适的探头，例如薄板可用的选择有自定义、5ΜΗζ、10ΜΗζ这三种，其他频率为灰色，处于不可选择的状态，同样的原理楔块角度提供45°、60°、70°和自定义三种，根据聚焦深度不同提供不同的选择，不合适的角度处于灰色状态不可选；此步骤为扫查类型的选择和偏移的设置，其中扫查类型提供‘平行’与‘非平行’两种方式共选择，可根据检测需要选择；此步骤是用来设置PCS值的，前面工件形状的选择，设置聚焦深度，可自动生成推荐的PCS值，或者根据需要自己设置PCS值，平板PCS值的计算公式是θ为楔块的角度；t为定义的聚焦深度；外径PCS值的计算公式是选择在平板外侧扫查，由于条件限制，只能计算出两探
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头中心之间的弧长，尺"+[" + (r-Of-Si^r + a - 0]cos夕=巡了0肌β ―为工件内
L sm 0 一
径，R为工件外径，t为聚焦深度，θ为楔块的角度，根据上式解出β值的角度，再计算内侧
弧长，cos β > 0，PCS=^f，β为上式计算出的角度值，R为外径，此处的PCS值为两探
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头中心的弧长，
- · -|2内径PCS 值的计算公式是(r + i)2+r2—2r(r + i)COSy0= (^ + Osm/ 工件内
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径，t为聚焦深度，θ为楔块的角度，根据上式解出β值的角度，再计算内侧弧长，cosi3 >
0，内径情况下弧长距离是PCS==，β为上式计算出的角度值，r为内径，此处的PCS值
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为两探头中心的弧长。所述a3步骤中选择PC —发一收模式进行下一步设置，所述PC —发一收模式是双探头组合工作的模式，此步骤的‘聚焦深度’按照扫查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定义’三种选择，其中T为板厚，θ为探头折射角，当选择‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的时候，系统自动计算出PCS值，当选择‘自定义’的时候，可根据需要自行设置探头的PCS值，自动计算公式是
一倍板厚的计算公式是PCS -
COS θ
AT二倍板厚的计算公式是PCS=
COSU所述a3步骤中选择PE脉冲回波模式进行下一步设置，所述PE脉冲回波是单探头工作模式，此步骤的‘聚焦深度’按照扫查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定义’三种选择，其中T为板厚，θ为探头折射角，当选择‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的时候，系统自动计算出步进偏移值，当选择‘自定义’的时候，可根据需要自行设置探头的步进偏移值；自动计算公式如下
T
-倍板厚的步进偏移= 倍板厚的步进偏移=
cos 6*
2T
cos θ所述b3步骤中校准类型为编码器校准，其步骤如下，当编码器的分辨率位置，保持‘分辨率’栏数值为0，进入编码器校准菜单；此步骤在‘距离’处输入编码器校准要走过的距离，并让编码器按直线路径从起始位置走过规定的距离，到达终点后停下，按校准键，则系统自动生成编码器的分辨率，在下级中显示；此步骤是根据自动生成的分辨率，仪器自动关联到主菜单编码器的选项中，完成编码器的校准，手动调节仪器灵敏度或者重新进入调校选择灵敏度校准，或者选择‘灵敏度校准’进入灵敏度的自动设置，如果对编码器的校准有疑问，可选‘重启’返回重新进行编码器的校准。当知道编码器的分辨率的时候，在‘分辨率’栏输入编码器分辨率，进入下级菜单， 并且此处输入的编码器分辨率自动和主菜单中编码器的分辨率关联。所述b3步骤中校准类型为灵敏度校准，其步骤如下，此步骤通过调节该步骤的按键来确定显示范围、起始、波形高度等；此步骤‘发射电压，提供100V/200V/300V/400V四档供选择(或参考样机具体设置)；脉冲宽度可设置两种选择，即‘自动’和‘100’两种，‘脉冲重复频率’也设置‘自动’ 和‘100，两种模式；此步骤‘滤波器，根据探头频率提供如下选择无、1ΜΗζ、1. 25MHz、2MHz、2. 5MHz、 4MHz、5MHz、10MHz供选择；‘检波器，提供了 ‘正检波，、‘负检波，、‘全检波，和‘射频，4种模式，‘平均’用来对信号进行平均处理，主要用到的平均次数有1/2/4/8/16，抑制’是用来滤出低于抑制高度的波的；此步骤‘扫查起始’和‘扫查终止’用来确定一次扫查的长度，‘扫查分辨率’用来控制信号的采集，‘扫查速度’用来规定最大扫查速度，定位选择即扫查过程中是选择以时间的方式还是编码器的方式进行定位，最大扫查速度
=i^F(脉冲重复频率)扫杏分辨率-信号平均次数 H宜分拼牟，
此步骤是视图方面的选择，其中‘视图’选项提供3种模式选择‘A扫描’、‘B扫描’ 和‘A-B扫描’，‘栅格’菜单选择关闭的时候，‘超声单位’用来选择A扫区域横轴的显示单位，可以是‘声程’，也可以是‘时间’，TOFD检测中常用的超声单位是时间；所述b3步骤中扫查数据的校准是对楔块延时和声速进行校准，步骤如下，此步骤‘类型’即为调校类型，选择‘超声’，‘模式’即为调校对象，选择‘楔块延时’，即可开始进行楔块延时校准了 ；此步骤是定义工件扫查的信息；此步骤‘参考点’是用来选择校准楔块延时的A扫图像的，参考点的范围从扫查的起始位置到终止位置，覆盖扫查的范围，选择B扫图像上的某个参考点，则显示相对应点的 A扫波形，用做楔块延时校准使用；此步骤‘UT (参考点)，是用来确认校准楔块延时的A扫波形的位置的；‘T0FD (参考点)’是用来确认用工件的哪一部分来进行校准；此步骤楔块延时校准结束，得到的结果为不可调节状态，‘确定’自动关联到系统对应菜单，‘重启’键重新进行楔块延时校准；其中内径和平板的计算方式相同， 楔块延时二接收到信号的时间-传g，离，选择直通波校准的传播距离为PCS值，曲面
尸速
内侧扫查的时候传播距离即为两探头中心之间的弧长，当选择底波校准的时候，传播距离即为声程，此时的传播距离为，其中r为工件内径，T为板厚，R为工件外径，
权利要求
1.衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于根据检测需要按一定的固定步骤调整检测模式、数据等，把原来分散在各个菜单中的需要调整的项目组合在一起，按一定的顺序分步调节，TOFD多通道数据采集，进入仪器系统连接、进行参数设置和扫查器设置，需要灵敏度校准，在仪器参数设置好，调整灵敏度之后，进入工件扫查，再工件探伤，然后探伤出的进行数据进行保存及分析，包括设置部分、调校部分和主菜单设置，其具体实现过程包括以下步骤，a、设置部分的步骤如下，al)、进入向导后，‘检测信息’栏选择后弹出对话框，按要求输入对话框信息，在保存文件后，按照输入的信息顺序形成文件名，‘应用标准’提供检测所用的标准，为后面的检测方案提供选择范围；a2)、此步骤对工件情况进行设置，其中‘工件形状’的选择关系到扫查位置的选择，‘工件形状’提供了三种选择是‘平板’、‘外径’和‘内径’；a3)、此步骤对扫查的通道数和选择当前通道进行设置，如果不选择‘增加’来进行操作，此当前通道默认为TOFD模式，如果需要增加PC或者PE模式，则选择‘增加’来进行操作，增加提供‘PC—收一发’、‘PE脉冲回波’和‘关闭’ 3种选择，默认为关闭状态；a4)、此步骤显示发射接收的模式并控制所对应接口，提供有‘PC —发一收’、‘PE脉冲回波’和‘T0FD时差衍射’三种模式，选择其中一种模式进行下一步设置，‘脉冲发生器’和 ‘接收器’用来对接口进行选择和定义。b、调校部分的步骤如下，bl)、进入校准后，进入下一步设置；b2)、此步骤显示总的通道数和选择当前需要校准的通道；b3)、此步骤显示提供了 3种校准类型‘编码器’、‘灵敏度’、‘超声’校准，其中‘编码器’ 和‘灵敏度’校准是在检测之前进行，显示为可校准即黑色字体状态，‘超声’校准则是在扫查结束后对扫查得到的A扫和B扫图像进行校准，该‘超声’校准为楔块的延时和声速进行校准，选择其中一种校准类型进行下一步设置；C、主菜单设置包括基本设置，间门/报警，发射/接收，显示，测量，通道配置，扫查设置，文件。
2.根据权利要求1所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于所述a3步骤中选择TOFD模式进行下一步设置，所述TOFD时差衍射模式是双探头组合工作的模式，包括以下步骤，此步骤为探头及楔块信息选择，探头频率提供自定义、说泡、1.2511泡、211泡、2. 5MHz、 4MHz、5MHz、10MHz供选择，自定义为手动输入选定的探头频率，也可根据聚焦深度选择合适的探头，例如薄板可用的选择有自定义、5MHz、10MHz这三种，其他频率为灰色，处于不可选择的状态，同样的原理楔块角度提供45°、60°、70°和自定义三种，根据聚焦深度不同提供不同的选择，不合适的角度处于灰色状态不可选；此步骤为扫查类型的选择和偏移的设置，其中扫查类型提供‘平行’与‘非平行’两种方式共选择，可根据检测需要选择；此步骤是用来设置PCS值的，前面工件形状的选择，设置聚焦深度，可自动生成推荐的 PCS值，或者根据需要自己设置PCS值，平板PCS值的计算公式是θ为楔块的角度；t为定义的聚焦深度； 外径PCS值的计算公式是选择在平板外侧扫查，由于条件限制，只能计算出两探头中心之间的弧长，
3.根据权利要求1所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于所述a3步骤中选择PC —发一收模式进行下一步设置，所述PC —发一收模式是双探头组合工作的模式，此步骤的‘聚焦深度’按照扫查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定义’三种选择，其中T为板厚，θ为探头折射角，当选择‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的时候，系统自动计算出PCS值，当选择‘自定义’的时候，可根据需要自行设置探头的PCS值，自动计算公式是
4.根据权利要求1所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于所述a3步骤中选择PE脉冲回波模式进行下一步设置，所述PE脉冲回波是单探头工作模式，此步骤的 ‘聚焦深度’按照扫查需要提供‘T 一倍板厚’、‘2T 二倍板厚’和‘自定义’三种选择，其中T 为板厚，θ为探头折射角，当选择‘Τ 一倍板厚’和‘2Τ 二倍板厚’的时候，系统自动计算出步进偏移值，当选择‘自定义’的时候，可根据需要自行设置探头的步进偏移值；自动计算公式如下倍板厚的步进偏移-Τ倍板厚的步进偏移
5.根据权利要求1所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于所述b3步骤中校准类型为编码器校准，其步骤如下，当编码器的分辨率位置，保持‘分辨率’栏数值为0，则进入编码器的校准菜单； 此步骤在‘距离’处输入编码器校准要走过的距离，并让编码器按直线路径从起始位置走过规定的距离，到达终点后停下，按校准键，则系统自动生成编码器的分辨率，在下级中显不；此步骤是根据自动生成的分辨率，仪器自动关联到主菜单编码器的选项中，完成编码器的校准，手动调节仪器灵敏度或者重新进入调校选择灵敏度校准，或者选择‘灵敏度校准’进入灵敏度的自动设置，如果对编码器的校准有疑问，可选‘重启’返回重新进行编码器的校准。
6.根据权利要求5所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于当知道编码器的分辨率的时候，可在‘分辨率’栏直接输入编码器的分辨率，进入下级菜单，并且此处输入的编码器分辨率自动和主菜单中编码器的分辨率关联。
7.根据权利要求1中所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于所述b3 步骤中校准类型为灵敏度校准，其步骤如下，此步骤通过调节该步骤的按键来确定显示范围、起始、波形高度等；此步骤‘发射电压’提供100V/200V/300V/400V四档供选择(或参考样机具体设置)； 脉冲宽度可设置两种选择，即‘自动’和‘100’两种，‘脉冲重复频率’也设置‘自动’和 ‘100’两种模式；此步骤‘滤波器’根据探头频率提供如下选择无(此时滤波器关闭)、lMHz、l. 25MHz、 2MHz、2. 5MHz、4MHz、5MHz、10MHz供选择；‘检波器，提供了 ‘正检波，、‘负检波，、‘全检波，和 ‘射频’ 4种模式，‘平均’用来对信号进行平均处理，主要用到的平均次数有1/2/4/8/16， 抑制’是用来滤出低于抑制高度的波的；此步骤‘扫查起始’和‘扫查终止’用来确定一次扫查的长度，‘扫查分辨率’用来控制信号的采集，‘扫查速度’用来规定最大扫查速度，定位选择即扫查过程中是选择以时间的方式还是编码器的方式进行定位，
8.根据权利要求1所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于所述b3步骤中扫查数据的校准是对楔块延时和声速进行校准，步骤如下，此步骤‘类型’即为调校类型，选择‘超声’，‘模式’即为调校对象，选择‘楔块延时’，即可开始进行楔块延时校准了；此步骤是定义工件扫查的信息；此步骤‘参考点’是用来选择校准楔块延时的A扫图像的，参考点的范围从扫查的起始位置到终止位置，覆盖扫查的范围，选择B扫图像上的某个参考点，则显示相对应点的A扫波形，用做楔块延时校准使用；此步骤‘UT(参考点)，是用来确认校准楔块延时的A扫波形的位置的；‘T0FD (参考点)’是用来确认用工件的哪一部分来进行校准；此步骤楔块延时校准结束，得到的结果为不可调节状态，‘确定’自动关联到系统对应菜单，‘重启’键重新进行楔块延时校准。
9.根据权利要求8所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于其中内径和平板的计算方式相同，楔块延时=接收到信号的时间，选择直通波校准的传播距离为PCS值，曲面内侧扫查的时候传播距离即为两探头中心之间的弧长，当选择底波校准的时候，传播距离即为声程，此时的传播距离为，其中r为工件内径，T为板厚，R为工件外径，平板传播距离=2扣2+^^，内径传播距离=2^/0" + Tf+r2-2r(r + T) cos β外径扫查计算方式楔块延时=接收到信号的时间尸速采用直通波校准的传播距离=2Rsini3，采用底波校准的传播距离=2^/i 2 + (i - Γ)2 - 2R(R - Τ) cos β。
10.根据权利要求8所述的衍射时差法超声检测快捷调校方法，其特征在于声速可通过直通波和底波的时间差和声程差来计算，声速计算如下，声速= ·5=，^3Π，|·，其中直通波和底波的声程计算在楔块延时校准中已经有相应的直通波和底波的时间差算式，直通波和底波的时间差则可以通过仪器显示的数值计算差值，直通波和底波的时间差=UT (参考点)-UT (测量点)。
全文摘要
本发明公开了一种衍射时差法超声检测快捷调校方法，根据检测需要按一定的固定步骤调整检测模式、数据等，把原来分散在各个菜单中的需要调整的项目组合在一起，按一定的顺序分步调节，TOFD多通道数据采集，进入仪器系统连接、进行参数设置和扫查器设置，需要灵敏度校准，在仪器参数设置好，调整灵敏度之后，进入工件扫查，再工件探伤，然后探伤出的进行数据进行保存及分析，使对TOFD调整项目不太清楚的人也能通过向导来完成参数的设置，将操作工程的步骤简单化，能够快速的进行操作设置，操作非常方便，给整个项目降低大量成本。
文档编号G01N29/30GK102253126SQ201110161019
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者汪月银 申请人:汪月银