具有用多中心半径聚焦的圆角表面的结构的超声检查方法与流程

本公开通常涉及用于超声检查的方法和设备，并且特别地，涉及用于具有圆角表面的复合结构的超声检查的方法和设备。

背景技术：

最大化商用飞机的性能并最小化商用飞机的重量的需求导致了复合材料的广泛使用，如纤维增强塑料材料。各种细长的复合结构可以具有需要检查的相对狭窄的内部腔体，以便确保该结构满足生产和/或性能规格。在许多情况下，那些内部腔体部分地由加固件界定，每个加固件包括腹板和凸缘，腹板和凸缘在具有一个或多个圆角的交叉点处相遇。更通常地，由纤维增强塑料材料制成的组件可以具有内圆角或外圆角。

在机械工程中，圆角是部件设计的内角或外角的倒圆角。圆角几何结构当在内转角上时是凹函数线，并且当在外转角上时是凸函数线。在复合部件的制造中，圆角通常称为“半径”，因为它们通常具有圆弧形轮廓。为了避免可能由于使用诸如“一个半径的半径”等术语而引起的混淆，本公开采用将具有圆形轮廓的圆角称为“圆角表面”以及将圆角表面的径向尺寸称为“半径”的惯例。如本文所用，术语“圆弧”是圆的圆周的一部分。本文所指的圆弧是理论的(例如，模拟的)构造，该构造可以在圆角部分的参照系中被数学地定义。例如，圆弧可以被数学地限定，使得在圆角部分的参照系中被数学地限定的圆角部分的非平行的第一平表面和第二平表面理论上在圆弧的相对端处与圆弧相切。

在细长的复合结构的情况下，使用软工具的制造产生其半径沿复合部件的长度变化的圆角表面。也有许多单独的复合部件，它们的圆角表面具有独特半径的圆角表面。无论是检查具有不同半径的多个部件还是检查具有多个半径的单个部件，操作员都会花费大量时间将其探针调整为不同的半径。另外地，非破坏性检查(ndi)系统的设计者必须设计和制造独特的探针，这些探针包括用于圆角表面的各种轮廓的换能器元件阵列(以下称为“阵列传感器”)。

用于复合结构的倒角的超声检查的现有方法包括以下几种：(1)当探针正沿着圆角表面移动时，由操作员物理地调整超声阵列传感器；(2)具有非常复杂的机械设计，以在检查期间移动阵列传感器，该设计可以包括电机机械调整、机器人铰接、尺寸反馈传感器等(由于系统可变性，缺点包括昂贵的检查探针、昂贵的维护和昂贵的机器人重新教学)；(3)对圆角表面进行多个扫描，每个扫描获得具有对设置文件的不同调整和/或对阵列传感器的调整的数据(这增加循环时间)；(4)使用放置在不同位置的不同阵列传感器进行单次扫描(这增加系统成本和检查探针复杂性)；(5)使用波束转向将超声波束引导到圆角表面(这在某种程度上工作，但是数据可能并不理想，因为进入部件的超声波的物理角度并非在所有位置处都理想地垂直于部件表面)；(6)使用超声波束转向方法以不同的角度将声音发送到该部件的圆角表面中，基于响应调整电子波束转向，并且然后用经调整的较新电子波束，再次将声音发送到该部件的表面中，重复此迭代过程几次，直到获得合适的信号响应(该过程可趋向于掩盖操作员将想要看到的表面不规则；另一个缺点是，软件算法因位于圆角附近的不期望的不规则反射而被混淆)。

挑战是提供一种方法来检查复合部件的圆角表面，而不必机械地调整阵列传感器，即使半径发生变化。示例将是机翼蒙皮加固件、机身加固件或翼梁半径，其中在检查期间机械地调整阵列传感器变得非常昂贵、耗时，或者产生复杂的机械系统。

技术实现要素：

下面详细公开的主题涉及一种用于使用相控超声换能器阵列(在下文中称为“阵列传感器”)超声检查具有圆角表面的复合部件的方法和设备。该方法设计有多个焦点，多个焦点对应于模拟的圆角表面的变化半径的模拟的弯曲轮廓(例如，圆弧)的曲率中心。与检查具有变化半径的圆角表面的结构或部分(以下称为“圆形部分”)的传统方法不同，本文提出的方法不需要机械探针调整。相反，该方法采用基于圆角部分的尺寸设计(模拟)的超声波(以下称为“超声波”)的聚焦的电子调整。因为开发了扫描以将超声波聚焦在不同焦点(参考模拟的圆角表面的不同半径)处，所以该扫描在本文中称为“多中心半径聚焦”。

根据下面公开的实施例，多中心半径聚焦可以用于检查具有变化半径的圆角部分，而不需机械地调整探针。多个聚焦定律经设计电子地转向并将超声波聚焦在与具有变化半径的模拟的圆角表面的曲率中心相应的各自的焦点处。将承载阵列传感器的机械探针定位到两个物理地点，这两个物理地点在圆角区域外部并且具有比圆角表面的半径变化更小的变化的空间关系。随着探针沿圆角部分移动，该探针维持阵列传感器处于相对于圆角部分的恒定位置处。随着阵列传感器扫描圆角部分，该阵列传感器经电子调整以依次聚焦在各自的焦点处。

表示圆角表面的轮廓的圆弧的中心位置随着半径尺寸沿圆角表面的长度改变而改变，但是阵列传感器相对于腹板和凸缘的位置不需要改变。因为具有不同半径的圆角表面也具有不同的曲率中心，所以为多个指定半径中的每个半径创建相应聚焦定律。创建每个聚焦定律，以电子地转向并将超声波束聚焦在相应焦点处。选择多个焦点，以涵盖所制造的可变半径的圆角部分中的预期的半径范围。本文公开的多中心半径聚焦检查技术也可以适应不同聚焦定律的重叠，使得当应用一个聚焦定律时在传感器数据中看到的缺点也将在应用下一个聚焦定律时在传感器数据中看到。

多中心半径聚焦可以应用于内圆角表面和外圆角表面。虽然为了最佳性能，本公开集中在弯曲的阵列传感器上，但是该方法也可以使用线性(平坦)阵列传感器进行应用。

虽然本文稍后详细地描述了用于使用多中心半径聚焦的复合部件的超声检查的方法和设备的各种实施例，但是那些实施例中的一个或多个实施例可以由以下方面中的一个或多个方面表征。

本文详细公开的主题的一方面是一种用于检查具有由圆角表面连接的非平行的第一平坦表面和第二平坦表面的圆角部分的方法，该方法包括：(a)将探针主体放置在相对于圆角部分位置中，使得由探针主体支撑的换能器元件的阵列传感器的扫描平面与圆角表面的纵轴相交并且垂直于圆角表面的纵轴；(b)对阵列传感器的换能器元件的相应孔进行脉动，以传输聚焦在第一焦点处并在扫描平面中以相应转向角转向的第一多个波束，其中第一多个波束撞击在圆角表面的相应区域上；(c)在第一多个波束中的每个波束已经被发射之后，处理来自每个孔的换能器元件的换能器输出信号，以导出相应参数值，该相应参数值表征在撞击圆角表面上的第一多个波束中的每个波束之后从圆角部分返回的相应回波的强度；(d)对阵列传感器的换能器元件的相应孔进行脉动，以传输聚焦在第二焦点处并在扫描平面中以相应转向角转向的第二多个波束，第二多个波束撞击在圆角表面的相应区域上；以及(e)在第二多个波束中的每个波束已经被发射之后，处理来自每个孔的换能器元件的换能器输出信号，以导出相应参数值，该相应参数值表征在撞击圆角表面上的第二多个波束中的每个波束之后从圆角部分返回的相应回波的强度，其中第一焦点并置在具有第一半径的第一圆弧的第一曲率中心处，第二焦点并置在具有与第一半径不同的第二半径的第二圆弧的第二曲率中心处，并且第一圆弧和第二圆弧在圆角部分的参照系中被计算，使得圆角部分的第一平坦表面和第二平坦表面与第一圆弧和第二圆弧中的每个相切。

在下文中详细公开的主题的另一方面是一种用于检查圆角部分的设备，该设备包括：换能器元件的阵列传感器；保持换能器元件的阵列传感器的探针主体；和经编程以执行操作的脉冲发生器/接收器装置，这些操作包括：(a)根据第一传输聚焦定律，对阵列传感器的换能器元件进行脉动，第一传输聚焦定律经计算以使得阵列传感器发射聚焦在沿阵列传感器的中心线定位的第一焦点处的第一波束；(b)在第一波束被发射之后，根据第一接收聚焦定律，处理来自换能器元件的换能器输出信号，第一接收聚焦定律经计算以使得阵列传感器导出第一参数值，该第一参数值表征在撞击圆角部分的圆角部分上的第一波束之后接收的回波的强度；(c)根据第二传输聚焦定律，对阵列传感器的换能器元件进行脉动，第二传输聚焦定律经计算以使得阵列传感器发射聚焦在沿阵列传感器的中心线定位的第二焦点处的第二波束；以及(d)在第二波束被发射之后，根据第二接收聚焦定律，处理来自换能器元件的换能器输出信号，第二接收聚焦定律经计算以使得阵列传感器导出第二参数值，该第二参数值表征在撞击圆角表面上的第二波束之后接收的回波的强度，其中第一焦点处于距阵列传感器的中心的第一距离处，并且第二焦点处于距阵列传感器的中心的第二距离处，第二距离不同于第一距离。

另一方面是一种用于检查圆角部分的方法，该方法包括：(a)生成与包括由圆角表面连接的第一表面和第二表面的圆角部分接触的探针的横截面模型，该探针包括换能器元件的阵列传感器，该横截面模型包括表示第一表面和第二表面的相应轮廓的第一线和第二线以及跨越圆角部分的圆角表面的半径的预期变化范围的多个圆弧，这些圆弧中的每个圆弧终止于第一线和第二线；(b)计算一组传输聚焦定律，该一组传输聚焦定律在被执行时将使得阵列传感器发射聚焦在位于距阵列传感器的中心的不同距离处的多个焦点处的多个波束，其中多个焦点对应于位于距换能器元件的模拟阵列传感器的中心的不同距离处的多个圆弧的相应中心；(c)计算一组接收聚焦定律，该一组接收聚焦定律经设计以使得阵列传感器导出多个参数值，该多个参数值表征在多个波束撞击在圆角部分的圆角表面上之后接收的回波的强度；(d)将探针放置在符合由横截面模型表示的相对位置的相对于圆角部分的位置中；(e)对阵列传感器的换能器元件的相应孔进行脉动，以根据一组传输聚焦定律，传输分别聚焦在多个焦点处的多个波束；以及(f)在多个波束中的每个波束被发射之后，根据一组接收聚焦定律，处理来自换能器元件的换能器输出信号，以导出表征在多个波束撞击在圆角部分的圆角表面上的之后接收的回波的强度的一组参数值。

下面公开了用于使用多中心半径聚焦的复合部件的超声检查的方法和设备的其他方面。

附图说明

前面部分中讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合。为了示出上述和其他方面，以下将参照附图描述各种实施例。本部分中未简要描述的所有图均未按比例绘制。

图1是表示典型复合蒙皮和i形纵梁组件的分解端视图的图示。

图2是表示具有圆形半径的l形纵梁的一部分的等距视图的图示。箭头指示在半径的检查期间的扫描仪的行进方向，该方向在本文将称为x方向。

图3是表示检查探针和具有待检查的半径的部件的cad模型的图示。

图4是示出与正在被检查的复合部件的圆角表面同心的超声换能器元件的弯曲阵列传感器的位置的图示。

图5是示出与根据本文提出的多中心半径聚焦技术检查的复合部件的圆角表面不同心的超声换能器元件的弯曲阵列传感器的位置的图示。

图6是示出用于导出用于计算要并入与弯曲阵列传感器相关联的聚焦定律中的时间延迟的换能器元件偏移量的三角关系的图示。

图7是示出用于导出用于计算要并入与线性阵列传感器相关联的聚焦定律中的时间延迟的换能器元件偏移量的关系的图示。

图8是识别根据一个实施例的用于设计和实施用于圆角部分的多中心半径聚焦检查的系统的过程的步骤的流程图。

图9是表示经设计在圆角部分的纵向扫描期间将弯曲阵列传感器支撑在恒定位置中的机械探针的侧视图的图示。

图10-15是示出对用于各种阵列传感器/圆角表面配置的检查覆盖范围的限制的示例的图示。在图10-14中，阵列传感器是弯曲的；在图15中，阵列传感器是线性的。在图10-12中，圆角表面是凹入的；在图13-15中，圆角表面是凸起的。

图16是示出根据一个实施例的控制系统的方框图。

图17是根据一个实施例在显示器上的适当位置中显示的扫描数据的说明。

在下文中参照附图，其中不同附图中的类似元件具有相同的参考标记。

具体实施方式

为了说明的目的，现在将详细地描述用于使用多中心半径聚焦的复合部件的超声检查的方法和设备。然而，本说明书中未描述实际实施方式的所有特征。本领域技术人员将理解，在任何此类实施例的开发中，必须做出许多实施方式的特定决策，以实现开发者的特定目标，如遵守与系统有关的约束和与业务有关的约束，这将在各实施方式中变化。此外，将理解的是，此类开发努力可以是复杂的并且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域的普通技术人员而言将是例行工作。

对于复合结构的超声检查，超声波束应理想地以90度入射到正在检查的复合部件的局部表面。如果波束不以90度入射，则该波束将偏离法线折射，并且来自任何可能的内部结构或异常的回波将不是最佳的。传统上，通过将阵列传感器保持在相对于所述表面的空间中的精确固定的位置处，维持90度入射角。

现在将描述用于具有变化半径的圆角部分的非破坏性检查的过程。例如，该过程可以在诸如由纤维增强塑料制成的机翼面板纵梁等细长复合部件的检查中应用。此类细长复合部件的圆角接合区域(交叉点)的圆角表面的半径可以是恒定的，或者沿该部件的长度改变。

代替机械地调整探针的是，多个波形前部(wavefront)由计算机控制的阵列传感器创建，以适应圆角部分的不同半径和形状。使用超声波束形成应用软件，调整这些多个波形前部。通过对多个阵列传感器中的元件进行相控，以电子方式完成用于检查不同半径和形状的半径的多组超声波束的传输，以覆盖该部件的预期的(即预测的)表面以及变径变化的整个范围。根据预定的聚焦定律完成相控。(如本文所用，术语“聚焦定律”是指在传输并接收波束的形成期间应用于各个换能器元件的脉冲和输出的时间延迟的编程模式。)

图1是典型复合蒙皮和纵梁组件的分解的局部剖视图。该复合蒙皮和纵梁组件包括具有定位在第一凸缘16和相对的第二凸缘18之间的腹板14的细长纵梁10。腹板14可以具有经设计向施加的负载提供所需的阻力的高度。第一凸缘16和第二凸缘18可以是大致平面的构件。腹板14、第一凸缘16和第二凸缘18可以沿纵梁的跨度(即进入页面)是恒定的，或者它们可以沿纵梁10的跨度连续地或不连续地改变。腹板14、第一凸缘16和第二凸缘18由具有多片层的纤维增强的塑料材料形成。该组件也包括使用例如合适的粘合材料附接第二凸缘18的蒙皮20。蒙皮20也由纤维增强的塑料材料制成。

在将纵梁10附接到蒙皮20之前，通常检查纵梁10是否有缺点。特别地，可以使用沿纵梁10的长度行进的扫描仪平台对每个圆角区域12a/12b进行无损检查。根据本文公开的实施例，该扫描仪平台承载超声探针，该超声探针传输聚焦的超声波束并为返回到探针的每个回波形成相应的返回信号。

在图1中所示的示例中，纵梁10具有i形横截面轮廓。本文公开的ndi系统也具有在带有可替代的几何结构的复合部件的圆角的检查中的应用。例如，图2示出待检查的l形复合部件22的一部分。复合部件22包括腹板24、凸缘28(与腹板24形成钝角)和圆角25。使用本文公开的检查技术，圆角25可以在垂直于x并以相等距离隔开的一系列平行平面中被扫描。这是通过在已经扫描每个平面之后将阵列传感器(图2中未示出)移动预定的增量距离完成的。该扫描仪将在x方向(由图2中的箭头指示)上沿圆角25的长度行进。

根据下文描述的实施例，多中心半径聚焦检查用于检查具有可变半径尺寸的圆角部分，而不机械地调整阵列传感器。聚焦定律经设计以电子方式转向并将超声波聚焦在焦点处，该焦点经计算是表示具有指定半径尺寸的圆角表面的轮廓的圆弧的中心。为了检查具有变化的半径尺寸的圆角表面，将创建与其他指定半径尺寸对应的更多聚焦定律。在相控阵列仪器中包含的非暂时性有形计算机可读存储介质中编写并存储包含表示聚焦定律的数字数据的文件。在聚焦定律文件中，存在用于超声波的传输和接收的时间延迟。这些时间延迟控制在传输期间阵列传感器的超声换能器的电子发射和在接收期间超声换能器输出的多路复用。多中心半径聚焦检查技术也可以适应不同聚焦定律的重叠，所以例如在当施加用于一个半径的聚焦定律时获取的传感器数据中看到的缺点也将在当施加用于另一个半径的聚焦定律时获取的传感器数据中看到。

根据本文公开的检查方法，扫描系统经编程在每个扫描平面中传输相应的多重(multiplicity)超声波束，每个多重超声波束聚焦在位于阵列传感器和圆角表面之间的相应焦点处。通过在相对于一部件的预定位置中首先生成探针主体40的横截面cad模型(图3中所示)，来确定扫描程序，该部件经设计包括由圆角接合区域(以下称为“圆角”)连接的腹板24和凸缘28(由图3中的相应直线表示)。该圆角经设计具有圆弧表面，该圆弧表面的横截面形状是圆弧。cad模型进一步包括表示弯曲阵列传感器30(以下称为“阵列传感器30”)的弯曲线和表示包括可旋转地安装在相应轴线44上的辊42a和42b的多个轴承的线。阵列传感器30位于探针主体40中，并且探针主体40相对于圆角部件定位，考虑到如图3中所见，相应组的辊42将接触腹板24和凸缘28。基于探针和部件的已知几何结构和尺寸，相对于腹板24和凸缘28的阵列传感器30的位置从cad模型获知。各个换能器的相对位置包括在从cad模型确定的这些值中。在其他实施例中，阵列传感器是直的，并且/或者探针具有代替轴承的滑动触头，该配置将并入cad模型中。

在图3中所示的横截面cad模型中，待检查的部件的圆角表面由一系列圆弧34表示，该一系列圆弧34跨越圆角表面的半径的预期总变化范围。为了说明的目的，将描述其中圆弧34是具有不同半径的非同心圆线区段的实施例。圆弧34与腹板24和凸缘28相交。理想地，腹板24和凸缘28具有在横截面cad模型中由直线表示的平坦表面。圆弧34在cad模型中画出，使得表示腹板24和凸缘28的表面的直线将在圆弧的相应端点处与圆弧34中的每个圆弧相切。如果该部件的圆角半径是非圆形的，则实际表面形状射入cad模型中。在该方法的一个实施例中，一系列的非圆形形状从待检查的部件的物理横截面显微照片入射。

用于检查本文提出的圆角部件的方法使用多中心半径聚焦。该检查方法由以下步骤表征。首先，生成与包括由圆角表面连接的第一平坦表面和第二平坦表面的圆角部件接触的探针的横截面cad模型。该探针包括换能器元件的阵列传感器。该横截面cad模型包括表示第一平坦表面和第二平坦表面的相应轮廓的第一线和第二线以及跨越圆角部件的圆角表面的半径的预期变化范围的多个圆弧，这些圆弧中的每个圆弧终止于第一线和第二线。计算一组传输聚焦定律，当被执行时，该一组传输聚焦定律将使得阵列传感器发射聚焦在位于距阵列传感器的中心的不同距离处的多个焦点处的多个波束。多个焦点对应于位于距换能器元件的模拟阵列传感器的中心的不同距离处的多个圆弧的相应中心。另外，计算一组接收聚焦定律，该一组接收聚焦定律经设计使得阵列传感器导出表征在撞击圆角部件的圆角表面上的多个波束之后接收的回波的强度的多个参数值。传输聚焦定律和接收聚焦定律存储在相控阵列仪器中包含的非暂时性有形计算机可读存储介质中，并且然后在检查过程期间根据需要检索。

在检查过程期间，探针主体40将放置在相对于圆角部件的位置中，使得其在横截面平面中的位置贴合由图3中所示的横截面模型表示的相对位置。随着探针主体40在沿圆角部件的长度方向上移动，在考虑到半径尺寸的变化的情况下电子地调整阵列传感器30。

在传统的半径检查中，弯曲的阵列传感器与圆角表面同心地对准。图4是示出与正在被检查的复合部件的圆角的圆角表面26同心的弯曲阵列传感器30的位置的图示。阵列传感器30包括沿圆弧并排布置的多重换能器元件32。在所示的示例中，阵列传感器30包括分别编号为e1至e64的六十四个换能器元件。在此情况下，超声波束到同心点8的所有各个行进次数是相同的，因为换能器元件e1-e64都与阵列传感器30的面等距。

相反，根据本文提出的多中心半径聚焦技术，弯曲阵列传感器不需要与圆角表面同心地对准。对阵列传感器30的换能器元件的相应孔进行脉动，以根据一组传输聚焦定律传输分别聚焦在多个焦点处的多个波束。在多个波束中的每个波束被发射之后，根据一组接收聚焦定律处理来自换能器元件的换能器输出信号，以导出表征在撞击圆角部件的圆角表面上的多个波束之后接收的回波的强度的一组参数值。

图5是示出与正在被检查的圆角表面不同心的弯曲阵列传感器30的位置的图示。在图5中所示的示例中，阵列传感器30包括分别编号为e1至e64的六十四个换能器元件。然而，应该理解的是，本文公开的非破坏性检查技术不要求阵列传感器具有六十四个换能器元件。阵列传感器30可以具有更多或更少的换能器元件。为了形成聚焦的超声波束36，仅对换能器元件e1-e64的一个子集进行脉动。例如，一组相邻的换能器元件e31-e42可以根据传输聚焦定律被顺序地激活，这些传输聚焦定律经设计产生具有指定焦距fl和转向角a的聚焦超声波束36。这种顺序激活的换能器元件的分组将在本文中称为“孔”。如本领域技术人员公知的，对于每个传输的波束，将采用相同的孔(例如，阵列传感器30的孔31)检测回波响应，并将该回波响应转换为相应的多个换能器输出信号。

如本领域中众所周知的，当孔的元件正在传输波束时，应用一组聚焦定律(以下称为“传输聚焦定律”)，而当相同的元件转换回波响应以形成接收波束时，应用另一组聚焦定律(以下称为“接收聚焦定律”)。用于传输的聚焦定律和用于接收的聚焦定律是不同的，但又因以下事实而相关：设计接收聚焦定律，以便对于聚焦在特定焦点处的每个传输的超声波束36，阵列传感器检测经由相同焦点从圆角部件返回的相应的分支的超声波束。例如，应用于从焦点检测接收波束的元件e31-e42的时间延迟将与用于由元件e31-e42传输到相同焦点的波束的时间延迟相同，但是从元件e31-e42获取电回波数据的顺序将与对那些元件进行脉动的顺序相反。

图5示出了与具有0.250英寸的半径的圆角表面26a(由连续线指示)或具有0.125英寸的半径的圆角表面26b(由虚线指示)不同心的弯曲阵列传感器30的位置。在第一传输波束形成顺序(在图5中所示)期间，对换能器元件进行脉动，以根据第一组传输聚焦定律(以不同次数)传输聚焦在焦点fp1处的多个超声波束36。焦点fp1在距阵列中心的第一距离处沿阵列传感器30的中心线cl定位。在第二传输波束形成顺序(图5中未示出)期间，对换能器元件进行脉动，以根据第二组传输聚焦定律(以不同次数)传输聚焦在焦点fp2处的多个超声波束。焦点fp2在距阵列中心的第二距离处沿阵列传感器30的中心线cl定位，该第二距离大于第一距离。

相应回波从圆角部件返回到进行脉动的相同换能器元件。检测的换能器元件将接收的超声波能量转换为电换能器输出信号。通过使用已知的门控技术，根据一组接收聚焦定律，由超声波脉冲生成器/接收器装置(图5中未示出)对这些换能器输出信号进行时间延迟。然后对门控信号进行增益校正，以补偿由在较大角度下的传输效率低下引起的不同量的能量损失，并且然后由超声脉冲发生器/接收器装置对增益校正的信号求和，以形成表示表征从圆角部件接收的回波的强度的参数值的返回信号。

根据图5中所示的多中心半径聚焦技术的一种提出的实施方式，先前描述的cad模型(图3中所示)采用五个非同心的圆弧34。相邻圆弧34的相应半径相差等于0.025英寸(δr＝0.025英寸)的增量半径，从而产生具有以下半径的一系列圆弧34：0.125英寸、0.150英寸、0.180英寸、0.220英寸和0.250英寸。因此，该一组传输聚焦定律包括五个传输聚焦定律，其经设计将相应的超声波束36聚焦在圆弧34的中心处并置的相应焦点处。根据这种提出的实施方式，五个聚焦定律用于检查具有从0.125英寸变化为0.250英寸的圆角表面的复合圆角部件，并且每个聚焦定律处理大约0.03英寸的半径变化。例如，用于具有半径等于0.150英寸的圆角表面的中心位置是比用于具有半径等于0.125英寸的圆角表面的中心位置更靠近阵列传感器面0.025英寸。另外，本文提出的多中心半径聚焦检查技术能够适应不同聚焦定律的重叠，使得例如在当在询问期间应用用于0.125英寸半径的聚焦定律时获得的传感器数据中看到的异常也将在当应用用于0.150英寸半径的聚焦定律时获取的传感器数据中看到。

为了在不移动阵列传感器30的情况下将波束聚焦在与弯曲阵列传感器30的中心不并置的焦点处，由相应换能器元件发射的各个超声波必须从阵列传感器面行进不同距离到达该焦点。这通过将时间延迟应用于阵列传感器30的各个元件来完成，使得超声波同时在焦点处相遇。图5通过示出比将阵列传感器30的中心与焦点fp1分开的距离(0.338英寸)更远离焦点fp1(0.376英寸)的阵列传感器30的一个外部元件示出此情况。所以外部元件和阵列传感器30的中心元件之间的时间延迟将是(0.3760.338)＝0.038英寸除以超声波速度(以英寸/秒为单位)。

针对要应用于特定圆角部件的包括在多中心半径聚焦方案中的每个焦点的每个孔，计算时间延迟。通过首先确定将第一换能器元件和第二换能器元件与焦点分开的相应距离之间的差并且然后将该差除以超声波速度，可以计算在第一换能器元件和第二换能器元件的激活中的时间延迟。每个元件到焦点的距离可以由相对于如图6中所示的阵列传感器面的中心的相应偏移量确定，这示出了弯曲阵列传感器30，该弯曲阵列传感器30具有曲率中心60和在两侧上具有相等数量的换能器元件32的阵列中心38。阵列中心38的坐标是(xpos,ypos)。每个换能器元件32具有换能器元件中心62。相邻换能器元件32的换能器元件中心以在本文称为“螺距(pitch)”的一距离分开。从曲率中心60到每个换能器元件中心62的距离是阵列传感器30的半径。

参照图6，时间延迟计算遵循角度θ(theta)三角恒等式，其可以由以下等式表示：

arclen＝((i-0.5)*螺距)-arrayarc/2

theta＝arclen/半径

elx(i)＝xpos+半径*sin(theta)

ely(i)＝ypos+半径*(1-cos(theta))

其中“i”是换能器元件的数量；elx(i)和ely(i)是第i个换能器元件的换能器元件中心62的坐标；“theta”是在从曲率中心60到第i个换能器元件的换能器元件中心62的径向线和从曲率中心60到阵列中心38的径向线之间的中心角；“arclen”是圆弧的弧长，该圆弧对着中心角“theta”(以弧度测量)并从第i个换能器元件的换能器元件中心62延伸到阵列中心38；以及“arrayarc/2”等于阵列传感器30的弧长的一半。在图6中所示的特定示例中，角度theta是在从曲率中心60到阵列中心38的径向线和从曲率中心60到第三换能器元件编号e3(i＝3)的换能器元件中心62的径向线之间的角度。因此，用于第i个换能器元件的x和y偏移量是theta的函数，即：

xoffset＝半径*sin(theta)

yoffset＝半径*(1-cos(theta))

可以使用以下等式计算用于线性阵列传感器46(图7中所示)的时间延迟的偏移量：

elx(i)＝xpos-arrayarc/2+((i-0.5)*螺距)

ely(i)＝ypos

其中“i”是换能器元件的数量；(xpos,ypos)是阵列中心38的坐标；elx(i)和ely(i)是第i个换能器元件的换能器元件中心62的偏移量坐标；“螺距(pitch)”是在相邻换能器元件32的换能器元件中心62之间的距离；以及“arrayarc/2”等于线性阵列传感器46的长度的一半。对于平面阵列应用，yoffset变为零。

图8是示出用于设计和实施用于圆角部件的多中心半径聚焦检查的系统的过程100的步骤的流程图。该过程中的第一阶段是将弯曲阵列传感器定位在探针主体(步骤102)中。然后，生成与待检查的部件接触的探针的横截面cad模型。部件可以包括由圆角表面连接的非平行的第一表面和第二表面(例如，平坦表面)。横截面模型包括表示第一表面和第二表面的相应轮廓的第一线和第二线。因为待检查的部件的圆角表面的真实半径不是已知的，所以在cad模型中，预期的半径由具有不同半径的一系列(多个)圆弧表示，这些圆弧跨越半径的预期总变化范围(步骤104)。这些圆弧中的每个圆弧终止于第一线和第二线。

使用cad模型，图形化地创建聚焦在圆弧的中心的超声波束(步骤106)。使用经定义的波束，计算各组传输聚焦定律和接收聚焦定律(步骤108)。更精确地，计算一组传输聚焦定律，用于控制换能器元件发射分别聚焦在与多个圆弧的中心并置的多重焦点处的多重波束。另外，计算一组接收聚焦定律，该组接收聚焦定律经设计接收表示经由多重焦点返回到换能器元件的相应回波的相应返回信号。这些聚焦定律然后被编程到与探针连接的脉冲发生器/接收器装置中。

然后，探针被定位成与检查区域相邻(步骤110)。更具体地，探针被放置在相对于圆角部件的位置中，该位置贴合由横截面cad模型表示的相对位置。阵列传感器的扫描平面优选地垂直于待检查的部件的纵轴。探针可以在从在初始位置开始并在最终位置停止的长度方向上间歇地以增量移动。

仍然参照图8，通过对阵列传感器的一组或多组换能器元件进行脉动以根据传输聚焦定律传输分别聚焦在多个焦点处的相应多个波束，执行非破坏性检查(步骤112)。如前所述，不同的(可能是重叠的)孔可以用于询问用于每个焦点的圆角部件的相应部分。在每个波束被发射之后，所产生的回波包括撞击在用于每个波束的传输孔中包括的相同换能器元件上的超声波。那些换能器元件将撞击的超声波传输到电换能器输出信号中。那些换能器输出信号根据接收聚焦定律被时间延迟以形成接收波束(步骤114)。可选地，对时间延迟的换能器输出信号进行增益校正。换能器输出信号然后被处理以导出用于每个焦点的相应一组参数值(步骤116)。例如，导出的参数值可以是接收的波束的振幅。然后选择最佳参数值(步骤118)，并且然后将最佳参数值转换为用于显示的相应像素值(步骤120)。

通常地，过程100的步骤112、114和116可以在具有由圆角表面连接的非平行的第一平坦表面和第二平坦表面的凸起或凹入的圆角部件的检查期间交替地执行。此类交替脉动和处理的基本模式的特征可以在于，通过在已经放置探针主体之后执行以下步骤，使得阵列传感器的扫描平面相交并垂直于圆角表面的纵轴：(a)对阵列传感器的换能器元件的相应孔进行脉动，以传输聚焦在第一焦点处并在扫描平面中以相应转向角转向的第一多个波束，该第一多个波束撞击在圆角表面的相应区域上；(b)在第一多个波束中的每个波束已经被发射之后，处理来自每个孔的换能器元件的换能器输出信号，以导出表征在撞击圆角表面上的第一多个波束中的每个波束之后从圆角部件返回的相应回波的强度的相应参数值；(c)对阵列传感器的换能器元件的相应孔进行脉动，以传输聚焦在第二焦点处并在扫描平面中以相应转向角转向的第二多个波束，该第二多个波束撞击在圆角表面的相应区域上；以及(d)在第二多个波束中的每个波束已经被发射之后，处理来自每个孔的换能器元件的换能器输出信号，以导出表征在撞击圆角表面上的第二多个波束中的每个波束之后从圆角部件返回的相应回波的强度的相应参数值。在此示例中，第一焦点被并置在具有第一半径的第一圆弧的第一曲率中心处，第二焦点被并置在具有与第一半径不同的第二半径的第二圆弧的第二曲率中心处，并且在圆角部件的参照系中计算第一圆弧和第二圆弧，使得圆角部件的第一平坦表面和第二平坦表面与第一圆弧和第二圆弧中的每个相切。

根据一个实施例，在沿圆角部件的长度(例如，在图2中所见的x方向上)的探针移动的设定距离之后，连续地发射与多重焦点对应的多组超声波束。探针运动的设定距离用作扫描分辨率，并且此距离从附接到承载探针的移动平台的编码器获得。根据一种实施方式，每个扫描平面垂直于x轴并且以前述的设定距离与相邻的扫描平面分开。这种间距确定待显示的像素图像的水平分辨率。优选地，分辨率在垂直方向上是相同的。

图9是表示机械探针50(在下文中称为“探针50”)的侧视图的图示，该机械探针50经设计在圆角部件的纵向扫描期间将弯曲阵列传感器30支撑在恒定位置中。探针50包括经配置容纳阵列传感器30的探针主体40。阵列传感器30通过电缆52电耦合到脉冲发生器/接收器装置(图9中未示出)。探针主体40包括水配件54(由虚线指示)，该水配件54提供一列水，其在阵列传感器30和圆角部件之间流动，以便声学耦合正在被检查的圆角表面。

探针主体40进一步配置为抵靠(接触)具有恒定空间关系的圆角部件的两部分(例如，腹板24和凸缘28)安置(与具有变化的半径的窄带形(filleted)接合区域的圆角表面相对)。探针主体40的半径经设计用于应用的最大半径(在图中为0.25英寸的半径)。在圆角部件的窄带形接合区域处，具有表示具有0.250英寸和0.125英寸的相应半径的圆角表面26a和26b的两个圆弧。实际上，这两个半径尺寸不会在结构中的同一位置处出现，但是两条曲线的存在意在说明半径尺寸在探针壳体下方变小的概念。由于探针主体40(阵列传感器壳体)经设计用于应用的最大半径，所以该结构的半径可以在移动探针50的转角下方改变，而不机械地调整探针50。通过调整超声波束的电子焦点，使用多中心半径聚焦允许补偿变化的半径。

必须放置阵列传感器(或一系列阵列传感器)，使得在多中心半径聚焦方法中使用的最外面的换能器元件提供待检查的窄带形接合区域(也称为“转角半径”)的充分覆盖。这是通过从圆角表面的两个切点(tp)(例如，在圆角表面与腹板和凸缘相遇的地方)绘制两条直线、穿过对应的焦点(fp)并延伸回到阵列传感器30的面来完成的。确保具有足够的外部换能器元件来拦截直线是用于获得阵列传感器覆盖的目标。在实践中，给定具有各自曲率中心的转角半径的范围(在并置焦点的地方)，距阵列传感器30的面的最远曲率中心点(焦点)是用于阵列传感器覆盖的限制考虑因素。通过增加穿过曲率中心(焦点)转向超声波需要的波束转向角，影响数据质量。

证明紧接上段中阐述的原理的示例在图10至图15中示出用于不同阵列传感器/圆角表面配置。图10至图15中的每个示出了与一对圆角表面成空间关系的阵列传感器(或多个阵列传感器)。一个圆角表面(26a或56a)具有比另一个圆角表面(26b或56b)的半径更大的半径。切点tp1是其中圆角部件的平坦表面(图10-15中未示出)与圆角表面26a(在图10-12中)或56a(在图13-15中)相切的点。焦点fp1与圆角表面26a或56a的曲率中心并置。切点tp2是其中圆角部件的平坦表面(图10-15中未示出)与圆角表面26b(在图10-12中)或56b(在图13-15中)相切的点。焦点fp2与圆角表面26b的曲率中心并置。

在图10中，阵列传感器30是弯曲的，并且圆角表面26a和26b是凹入的。阵列传感器30的最外面的部分2a和2b(由粗圆弧指示)为圆角表面26b的检查提供足够的覆盖。

在图11中，阵列传感器30是弯曲的，并且圆角表面26a和26b是凹入的。圆角表面26b的最外面的部分4a和4b(由粗圆弧指示)对于此阵列传感器/圆角表面配置不具有覆盖。

在图12中，阵列传感器30是弯曲的，并且圆角表面26a和26b是凹入的。阵列传感器30的最外面的部分2a和2b(由粗圆弧指示)为圆角钝表面26a的最外面的部分6a和6b(由粗圆弧指示)的检查提供足够的覆盖。

在图13中，阵列传感器30是弯曲的，并且圆角表面56a和56b是凸起的。阵列传感器30的最外面的部分2a和2b(由粗圆弧指示)为圆角表面56a的检查提供足够的覆盖。

在图14中，阵列传感器30是弯曲的，并且圆角表面56a和56b是凸起的。圆角表面56a的最外面的部分4a和4b(由粗圆弧指示)对于此阵列传感器/圆角表面配置不具有覆盖。

在图15中，一组线性阵列传感器60a-60c如图所示进行布置，并且圆角表面56a和56b是凸起的。在图15中所示的布置中，该一组线性阵列传感器60a-60c为圆角表面56a和56b提供足够的覆盖。

现在将参照图16描述一种用于检查细长复合部件的窄带形接合区域的设备。该设备包括承载至少一个阵列传感器30的移动半径扫描仪平台70。根据一个实施例，该控制系统包括通过运动控制应用软件86和ndi扫描应用软件88编程的基于地面的计算机84。该控制计算机84连接到电子箱体(未示出)。该电子箱体进而经由柔性电缆(未示出)连接到半径扫描仪平台70。该电子箱体包含系统电源并集成所有扫描仪控制连接并且在计算机和半径扫描仪平台70之间提供接口。

根据一种实施方式，计算机84可以包括以运动控制应用软件86编程的通用计算机，该运动控制应用软件86包括用于控制驱动电机72的软件模块，该驱动电机72使得半径扫描仪平台70在x方向上移动。运动控制应用软件86也控制电缆管理系统92的电机(未示出)。电缆管理系统92由两组机动轮(未示出)组成，该两组机动轮相应地抓取将操作控制中心连接到半径扫描仪平台70的电缆。电缆管理系统92的电机是在计算机控制下，这将电缆与半径扫描仪平台70的运动同步，适当地延伸或者缩回电缆。可替代地，本文公开和要求保护的方法可以使用不具有电机的手动探针而被应用。

如图16中所见，超声脉冲发生器/接收器装置82连接到阵列传感器30，用于对孔的换能器元件进行脉动并根据预先计算的聚焦定律处理来自同一孔的换能器元件的换能器输出信号。超声脉冲发生器/接收器装置82包括用于运行软件应用的处理器，该软件应用并入用于每个焦点的相应预先计算的聚焦定律。

例如，超声脉冲发生器/接收器装置82经编程以执行以下操作。首先，阵列传感器30的换能器元件根据第一传输聚焦定律被脉动，该第一传输聚焦定律经计算使得阵列传感器30发射聚焦在沿阵列传感器30的中心线定位的第一焦点处的第一波束。在第一波束被发射之后，来自换能器元件的换能器输出信号根据第一接收聚焦定律被处理，该第一接收聚焦定律经计算使得阵列传感器30导出表征在撞击圆角部件的圆角表面上的第一波束之后接收的回波的强度的第一参数值。稍后，阵列传感器30的换能器元件根据第二传输聚焦定律被脉动，该第二传输聚焦定律经计算使得阵列传感器30发射聚焦在沿阵列传感器的中心线定位的第二焦点处的第二波束。在第二波束被发射之后，来自换能器元件的换能器输出信号根据第二接收聚焦定律被处理，该第二接收聚焦定律经计算使得阵列传感器30导出表征在撞击圆角表面上的第二波束之后接收的回波的强度的第二参数值。第一焦点处于距阵列传感器30的中心的第一距离处，并且第二焦点处于距阵列传感器30的中心的第二距离处，第二距离不同于第一距离。

根据图16中所示的实施例，x轴位移编码器74被安装到半径扫描仪平台70(例如，附接到惰轮的旋转编码器)。来自x轴位移编码器74(以编码器脉冲的形式)的编码的x轴位置数据由超声脉冲发生器/接收器装置82接收，超声脉冲发生器/接收器装置82进而将那些编码器脉冲发送到ndi扫描应用软件88。ndi扫描应用软件88使用那些脉冲，以将扫描数据定位在显示监视器90上的适当位置中，如图17a-17e中所示。

x运动驱动电机72可以是可编程步进电机，其可以通过串行通信接口(未示出)与计算机84通信。操作员或自动路径计划系统通过运动控制应用软件86指定(在如图17a-17e中所示的多个半径位置处)所需的增量运动和半径扫描仪平台70的可选最终目标位置。使用编码器计数数据的比例反馈控制x轴定位。

ndi扫描应用软件88包括控制超声脉冲发生器/接收器装置82的超声数据获取和显示软件。超声脉冲发生器/接收器装置82进而将脉冲发送到阵列传感器30并从阵列传感器30接收输出信号。ndi扫描应用软件88控制如图17a-17e中所示的扫描数据和数据显示的所有细节。脉冲发生器/接收器装置82使获取的超声扫描数据与x位置信息相关。

在由本文公开的系统使用的频率下的超声检查获取在阵列传感器和所检查的部件之间的声学耦合剂的存在。图16所示的扫描系统使用水作为声学耦合剂。根据一个实施例，探针主体具有水腔体(未示出)，该水腔体经由供水管(未示出)被供给水，该供水管也由电缆管理系统92管理。流体声学耦合剂被供给到弯曲的阵列传感器30和部件的圆角表面之间的空间中。返回信号的处理可以包括将相应的增益应用于相应的返回信号，这些增益经选择以补偿由较高角度下的传输低效引起的不同量的能量损耗。这些相应的增益可以是每个回波通过流体声学耦合剂的行进距离的函数。另一个变量是在阵列传感器的不同元件之间的响应变化。另一个变量是用于每个波束的元件的数量。由于物理限制，该方法可以在阵列传感器30的外边缘处对每个波束使用六个换能器元件，与在阵列传感器的中心处对每个波束使用十二个换能器元件相对。

阵列传感器30的x位置由x轴位移编码器74测量，该x轴位移编码器74对安装到半径扫描仪平台70的托架的编码器轮(未示出)的旋转进行编码。当半径扫描仪平台70沿半径行进时，该编码器轮在部件的表面上行进。在半径扫描仪平台70在x方向上的每个增量移动之后，x轴位移编码器74将编码器脉冲发送到控制计算机84，该编码器脉冲由控制计算机84使用并且由超声脉冲发生器/接收器装置82使用，从而以公知的方式确定每个扫描平面的x坐标。

对于涉及整体加固的机翼盒的软工具半径的检查的一个特定应用，可以将上述超声数据获取/分析系统集成到非破坏性检查系统中，该系统包括：承载用于检查软工具半径的(一个或多个)阵列传感器的有源拖车；用于通过机翼盒的通道移动有源拖车的外部机动拖拉机；连接到阵列传感器的一个或多个超声脉冲发生器/接收器；装有超声分析、数据获取和运动控制软件的计算机；和用于显示所检查的部件的c扫描图像的监视器。

上面公开的教导可以最终用单个探针设计代替许多独特的ndi探针设计。它可以允许操作员扫描机翼面板或机身加固件的半径，而不必机械地调整探针。作为节省成本的示例，需要三遍扫描仪检查机翼面板纵梁的半径的检查技术可以想到由单遍半径检查方法代替。由于在一些现代飞机中并入了大量的复合加固件，本文公开的方法可以显著地降低检查成本。

尽管已经参照各种实施例描述了用于使用多中心半径聚焦的复合部件的超声检查的方法和设备，但是本领域技术人员将理解的是，可以进行各种改变并且可以用等价物代替其元件，而不脱离本文的教导的范围。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多修改，以使本文的教导适应特定情况。因此，目的是权利要求不限于本文公开的特定实施例。

上面公开的实施例使用一个或多个计算机系统。如权利要求中所使用的，术语“计算机系统”包括经由电导体或无线传输通信的单个处理或计算装置或多个处理或计算装置。此类处理或计算装置通常包括以下中的一项或多项：处理器、控制器、中央处理单元、微控制器、精简指令集计算机处理器、专用集成电路、可编程逻辑电路、现场可编程门控阵列、数字信号处理器和/或能够执行本文描述的功能的任何其他电路或处理装置。

本文描述的方法可以编码为在非暂时性有形计算机可读存储介质中实施的可执行指令，该介质包括但不限于存储装置和/或存储器装置。此类指令在由处理或计算系统执行时，使得系统装置执行本文描述的方法的至少一部分。

此外，本公开包括根据下列条款所述的实施例：

条款1.一种用于检查圆角部分(10、22)的方法，所述圆角部分具有由圆角表面(26)连接的非平行的第一平坦表面和第二平坦表面(24、28)，所述方法包括：

(a)将探针主体(40)放置在相对于所述圆角部分的位置中，使得包括多重换能器元件(32)并且被所述探针主体支撑的阵列传感器(30、46)的扫描平面与所述圆角表面的纵轴相交并且垂直于所述圆角表面的纵轴；

(b)对所述阵列传感器的所述换能器元件的相应孔进行脉动，以传输聚焦在第一焦点(fp1)处并在所述扫描平面中以相应转向角转向的第一多个波束(36)，所述第一多个波束撞击在所述圆角表面的相应区域上；

(c)在所述第一多个波束中的每个波束已经被发射之后，处理来自每个孔的所述换能器元件的换能器输出信号，以导出相应参数值，所述相应参数值表征在撞击所述圆角表面上的所述第一多个波束中的每个波束之后从所述圆角部分返回的相应回波的强度；

(d)对所述阵列传感器的所述换能器元件的相应孔进行脉动，以传输聚焦在第二焦点(fp2)处并在所述扫描平面中以相应转向角转向的第二多个波束(36)，所述第二多个波束撞击在所述圆角表面的相应区域上；以及

(e)在所述第二多个波束中的每个波束已经被发射之后，处理来自每个孔的所述换能器元件的换能器输出信号，以导出相应参数值，所述相应参数值表征在撞击所述圆角表面上的所述第二多个波束中的每个波束之后从所述圆角部分返回的相应回波的强度，

其中所述第一焦点并置在具有第一半径的第一圆弧的第一曲率中心处，所述第二焦点并置在具有与所述第一半径不同的第二半径的第二圆弧的第二曲率中心处，并且所述第一圆弧和第二圆弧在所述圆角部分的参照系中计算，使得所述圆角部分的所述第一平坦表面和第二平坦表面与所述第一圆弧和第二圆弧中的每个相切。

条款2.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

(e)对所述阵列传感器的所述换能器元件的相应孔进行脉动，以传输聚焦在第三焦点处并在所述扫描平面中以相应转向角转向的第三多个波束，所述第三多个波束撞击在所述圆角表面的相应区域上；以及

(f)在所述第三多个波束中的每个波束已经被发射之后，处理来自每个孔的所述换能器元件的换能器输出信号，以导出相应参数值，所述相应参数值表征在撞击所述圆角表面上的所述第三多个波束中的每个波束之后从所述圆角部分返回的相应回波的强度，

其中所述第三焦点并置在具有与所述第一半径和第二半径不同的第三半径的第三圆弧的第三曲率中心处，并且所述第三圆弧在所述圆角部分的所述参照系中被计算，使得所述圆角部分的所述第一平坦表面和第二平坦表面与所述第三圆弧相切。

条款3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一半径和第二半径相差第一增量半径，所述第一半径和第三半径相差第二增量半径，并且所述第一增量半径等于所述第二增量半径。

条款4.如权利要求1所述的方法，其中所述参数是振幅。

条款5.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：

确定所述圆角表面的半径的变化范围，该范围包括相差一个增量半径的所述第一半径和所述第二半径；

如果所述圆角表面的所述半径是所述第一半径，则将所述第一焦点定位在表示所述圆角表面的轮廓的第一圆弧的中心将位于的位置；以及

如果所述圆角表面的所述半径是所述第二半径，则将所述第二焦点定位在表示所述圆角表面的轮廓的第二圆弧的中心将位于的位置。

条款6.如权利要求1所述的方法，其中换能器元件的所述阵列传感器是弯曲的。

条款7.如权利要求1所述的方法，其中换能器元件的所述阵列传感器是线性的。

条款8.如权利要求1所述的方法，其中所述圆角表面是凹入的。

条款9.如权利要求1所述的方法，其中所述圆角表面是凸起的。

条款10.一种用于检查圆角部分的设备，所述设备包括：

包括多重换能器元件(32)的阵列传感器(30)；

保持所述阵列传感器的探针主体(40)；和

经编程以执行操作的脉冲发生器/接收器装置(82)，所述操作包括：

(a)根据第一传输聚焦定律，对所述阵列传感器的换能器元件进行脉动，所述第一传输聚焦定律经计算以使得所述阵列传感器发射聚焦在沿所述阵列传感器的中心线定位的第一焦点(fp1)处的第一波束；

(b)在所述第一波束被发射之后，根据第一接收聚焦定律处理来自所述换能器元件的换能器输出信号，所述第一接收聚焦定律经计算以使得所述阵列传感器导出第一参数值，所述第一参数值表征在撞击所述圆角部分的圆角表面上的所述第一波束之后接收的回波的强度；

(c)根据第二传输聚焦定律对所述阵列传感器的换能器元件进行脉动，所述第二传输聚焦定律经计算以使得所述阵列传感器发射聚焦在沿所述阵列传感器的所述中心线定位的第二焦点(fp2)处的第二波束；以及

(d)在所述第二波束被发射之后，根据第二接收聚焦定律处理来自所述换能器元件的换能器输出信号，所述第二接收聚焦定律经计算以使得所述阵列传感器导出第二参数值，所述第二参数值表征在撞击所述圆角表面上的所述第二波束之后接收的回波的强度，

其中所述第一焦点处于距所述阵列传感器的中心的第一距离处，并且所述第二焦点处于距所述阵列传感器的所述中心的第二距离处，所述第二距离不同于所述第一距离。

条款11.如权利要求10所述的设备，其中所述脉冲发生器/接收器装置经进一步编程以执行操作，所述操作包括：

(e)根据第三传输聚焦定律，对所述阵列传感器的换能器元件进行脉动，所述第三传输聚焦定律经计算以使得所述阵列传感器发射聚焦在沿所述阵列传感器的所述中心线定位的第三焦点处的第三波束；以及

(f)在所述第三波束被发射之后，根据第三接收聚焦定律处理来自所述换能器元件的换能器输出信号，所述第三接收聚焦定律经计算以使得所述阵列传感器导出第三参数值，所述第三参数值表征在撞击所述圆角表面上的所述第三波束之后接收的回波的强度，

其中所述第三焦点处于距所述阵列传感器的所述中心的第三距离处，所述第三距离不同于所述第一距离和第二距离。

条款12.如权利要求10所述的设备，其中换能器元件的所述阵列传感器是弯曲的。

第13条.如权利要求10所述的设备，其中换能器元件的所述阵列传感器是线性的。

条款14.如权利要求10所述的设备，其中所述探针主体经设计用于所述圆角表面的最大半径，以允许检查所述圆角表面的较小半径，而无需任何机械调整。

条款15.如权利要求10所述的设备，进一步包括存储文件的非暂时性有形计算机可读存储介质(88)，所述文件包含表示所述第一传输聚焦定律和第二传输聚焦定律以及所述第一接收聚焦定律和第二接收聚焦定律的数字数据。

条款16.一种用于检查圆角部分的方法，所述方法包括：

(a)生成与包括由圆角表面(26)连接的第一表面和第二表面(24、28)的所述圆角部分(10、22)接触的探针(30、40、46)的横截面模型，所述探针包括换能器元件(32)的阵列传感器(30、46)，所述横截面模型包括表示所述第一表面和第二表面的相应轮廓的第一线和第二线以及跨越所述圆角部分的所述圆角表面的半径的预期变化范围的多个圆弧，所述圆弧中的每个圆弧终止于所述第一线和第二线处；

(b)计算一组传输聚焦定律，当被执行时，所述一组传输聚焦定律将使得所述阵列传感器发射聚焦在位于距所述阵列传感器的中心的不同距离处的多个焦点处的多个波束(36)，其中所述多个焦点对应于位于距换能器元件的模拟阵列传感器的中心的不同距离处的所述多个圆弧的相应中心；

(c)计算一组接收聚焦定律，所述一组接收聚焦定律经设计使得所述阵列传感器导出多个参数值，所述多个参数值表征在撞击所述圆角部分的圆角表面上的所述多个波束之后接收的回波的强度；

(d)将所述探针放置在相对于所述圆角部分的位置中，所述位置贴合由所述横截面模型表示的所述相对位置；

(e)根据所述一组传输聚焦定律，对所述阵列传感器的所述换能器元件的相应孔进行脉动，以传输分别聚焦在所述多个焦点处的多个波束；以及

(f)在所述多个波束中的每个波束被发射之后，根据所述一组接收聚焦定律处理来自所述换能器元件的换能器输出信号，以导出一组参数值，所述一组参数值表征在撞击所述圆角部分的所述圆角表面上的所述多个波束之后接收的回波的强度。

条款17.如权利要求16所述的方法，其中所述多个圆弧中的所述圆弧具有不同的半径。

条款18.如权利要求17所述的方法，其中所述不同半径包括第一半径、比所述第一半径大一个增量半径的第二半径和比所述第二半径大所述增量半径的第三半径。

条款19.如权利要求16所述的方法，其中所述参数是振幅。

条款20.如权利要求16所述的方法，其中所述传输聚焦定律的时间延迟从相对于所述模拟的阵列传感器的所述中心的三角恒等式导出。

所附详细阐述的过程权利要求不应该解释为要求以字母顺序(权利要求中的任何字母顺序仅用于引用先前叙述的步骤的目的)，以对它们进行叙述除非权利要求语言明确地指定或陈述指示执行那些步骤中的一些或所有步骤的特定顺序的条件这一顺序，执行其中所述的步骤。除非权利要求语言明确地陈述排除此类解释的条件，否则过程权利要求也不应该解释为排除同时或交替执行的两个或更多个步骤的任何部分。