用于查看通过旋转扫描所生成的数据的系统和方法
【技术领域】
[0001]—般来说，本公开涉及用于无损测试的超声探头，以及更具体来说，涉及用于查看通过以降低的存储和计算要求在无损测试中的旋转扫描所生成的数据的系统和方法。
【背景技术】
[0002]无损测试、例如超声测试等可用来检验各种类型的材料和组件。具体来说，超声测试是用于查找大多数类型的传声材料中的内部异常和/或某些类型的材料特性的适当方法。这类传声材料包括大多数金属和其他类型的基本上刚性材料。一般来说，超声探头在组件或异常的边界面上的声波反射的变化时检测异常或其他特性。超声测试的优点在于以一般高程度的准确性来检测这类内部特性。
[0003]通过超声测试所生成的数据可采取多种不同格式来呈现。例如，扫描数据可作为A扫描(作为时间的函数所接收的能量)、B扫描(横截面图)、C扫描(平面图)和S扫描(截面图)等呈现。一维或二维超声探头可生成扫描。多个单独扫描可以相结合，以便生成三维视图。
[0004]与卫生保健领域中使用的相似类型的超声装置相反，在例如石油和天然气工业等中使用的无损测试工具会是比较小、手持和电池驱动的。此外，这类无损测试工具一般需要在现场维持至少一个完整班次(大约8小时或以上)而无需充电。但是，生成三维视图要求相当大的存储器和计算能力。
[0005]因此，期望无损测试、例如超声测试等的改进系统和方法。这类改进系统和方法可按照有用并且有效的方式来呈现超声和其他类型的无损测试数据，同时要求较少计算资源。
【发明内容】
[0006]本发明涉及无损测试系统。无损测试系统可包括超声探头以及与超声探头进行通信的手持显示器。手持显示器可配置成显示C扫描图像或者对应S扫描图像。
[0007]本申请还描述一种查看无损测试数据的方法。该方法可包括绕工件操纵超声探头，超声扫描工件，显示多个C扫描图像，选择C扫描图像之一，并且显示与所选C扫描图像对应的S扫描图像。
[0008]本申请还描述一种无损测试系统。无损测试系统可包括二维阵列超声探头以及与超声探头进行通信的手持显示器。手持显示器可配置成显示雷达状视图中的多个C扫描图像或者对应S扫描图像。
[0009]通过结合若干附图和所附权利要求书阅读以下详细描述，本申请的这些及其他特征和改进将是本领域的技术人员清楚知道的。
【附图说明】
[0010]图1是具有超声探头的已知无损测试系统的示意图。
[0011]图2是具有可正如本文所述的超声探头的无损测试系统的示意图。
[0012]图3是定位在工件中、图2的无损测试系统的超声探头的平面图。
[0013]图4是由图2的无损测试系统所产生的C扫描图像的示例。
[0014]图5是由图2的无损测试系统所产生的多个S扫描图像的示例。
[0015]图6是具有可正如本文所述的超声探头的无损测试系统的一备选实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0016]参照附图，其中相似标号在若干视图中通篇表示相似元件，图1是无损测试系统10的示意图。无损测试系统10包括超声探头15。一般来说，超声探头15可具有常规设计，并且包括换能器的一个或多个阵列、发射波束形成器和接收波束形成器。超声换能器可设置为相控阵。发射波束形成器向换能器阵列提供电信号，以及换能器阵列产生超声信号。面向换能器阵列的结构将超声能量散射回换能器阵列，以便生成所接收的电信号。许多不同类型的阵列处理技术可用于处理所接收信号。超声探头15与控制单元20进行通信。控制单元20可包括显示器25。可使用许多不同类型的控制单元20和显示器25。
[0017]无损测试系统10通常可用来测试工件30。工件30中可能具有一个或多个异常35。超声探头15可配置成产生多个S扫描40 (截面扫描)。在S扫描40中，第一轴可表不与声透射的距离或者工件30中的深度，以及第二轴可表示方位或声透射角。其他类型的扫描、例如C扫描(平面图)等也可被生成并且在显示器25上显示。多个S扫描40可以相结合，以便产生大三维图像。但是，如上所述，显示这种三维数据可能是复杂的，并且可要求大量存储器和计算能力。
[0018]图2是如本文所述的无损测试系统100的示意图。与以上所述系统相似，无损测试系统100包括超声探头110。超声探头110可具有常规设计。超声探头110可与控制单元120和显示器130进行通信。在这个示例中，控制单元120可以是手持装置140。手持装置140可以是任何类型的便携设备。手持装置140也可以是电池操作的。超声探头110可以是相控阵装置150。本文中可使用其他组件和其他配置。
[0019]超声探头110可配置为平移装置160。具体来说，超声探头110可包括设置为二维探头的换能器的矩阵。因此，探头110沿两个方向可具有离散元件间隔，使得波束170可在三维体积中控制。具体来说，波束170绕垂直于水平面的中间轴旋转。因此，超声探头110可使波束170 360度旋转。数据捕获方面的分辨率可以对360度扫描的每一度步长或者按任何预期分辨率。分辨率也可对特定类型的应用和/或特定类型的工件30来改变。
[0020]图3示出无损测试系统100在具有异常35的工件30中的使用。超声探头110可采取管子形式绕工件30定位。因此，超声探头110可使波束170以经过探头110中间的旋转轴115旋转，以便产生任何数量的细微间距扫描。本文中也可使用其他组件和其他配置。
[0021]超声探头110可产生多个不同扫描。图4和图5示出所产生并由无损系统100的显示器130显示的不同类型的扫描的示例。超声探头110可产生自顶向下视图的多个C扫描图像以及侧视图成像的多个S扫描图像。图4示出与波束光标(beam cursor) 200相结合的多个C扫描图像190，以便提供雷达状视图210。
[0022]图5示出多个S扫描图像220。每个S扫描图像220可涉及基于C扫描图像190的雷达状视图210中的波束光标200的位置的沿360度旋转的感兴趣角。因此，用户可在C扫描图像190与关联S扫描图像220之间来回切换。虽然图4中示出360度扫描，但是可示出任何较小的角。如果这样，则所产生图像与扇形区相似，与本文所示的整个盘形相反。本文中也可使用并且组合其他类型的扫描。
[0023]雷达状视图210中的C扫描图像190的使用仅要求扫描数据的二维显示。因此，与显示三维数据相比，可要求较小存储器和计算能力。使用波束光标200的位置，可切换到S扫描图像220以按照波束光标200的位置来获得更多细节。因此，本文所述的无损测试系统100提供三维数据，而无需对其进行显示的功率和其他资源。因此，本文所述的超声测试探头110和无损测试系统100可实现为手持装置140。
[0024]图6示出可正如本文所述的无损测试系统230的另一示例。在这个示例中，超声探头I1可物理地旋转。具体来说，超声探头I1可附连到马达240并且由马达240来旋转。马达240可以是能够产生旋转移动的任何类型的装置。超声探头110的旋转位置可通过位置编码器250等确定。本文中可使用其他类型的定位和驱动部件。无损测试系统230则可按照与以上所述相似的方式来产生扫描图像。本文中可使用其他组件和其他配置。
[0025]应当很明显，以上所述仅涉及本申请和所产生专利的某些实施例。本文中可由本领域的技术人员进行许多变更和修改，而没有背离如随附权利要求书及其等效体所限定的本发明的一般精神和范围。
【主权项】
1.一种无损测试系统，包括: 超声探头；以及 手持显示器，与所述超声探头进行通信； 其中所述手持显示器配置成显示C扫描图像或者对应S扫描图像。
2.如权利要求1所述的无损测试系统，其中，所述超声探头包括二维阵列探头。
3.如权利要求1所述的无损测试系统，其中，所述超声探头包括平移装置。
4.如权利要求1所述的无损测试系统，其中，所述手持显示器配置成显示具有波束光标的雷达状视图中所述C扫描图像。
5.如权利要求4所述的无损测试系统，其中，所述波束光标的位置对应于相关S扫描图像。
6.如权利要求1所述的无损测试系统，其中，所述超声探头产生多个C扫描图像。
7.如权利要求1所述的无损测试系统，其中，所述超声探头产生多个S扫描图像。
8.如权利要求1所述的无损测试系统，还包括用于旋转所述超声探头的马达。
9.如权利要求8所述的无损测试系统，其中，所述马达包括与所述超声探头进行通信的位置编码器。
10.一种查看无损测试数据的方法，包括: 绕工件来操纵超声探头； 超声扫描所述工件； 显示多个C扫描图像； 选择所述多个C扫描图像之一；以及 显示与所述选择的C扫描图像对应的S扫描图像。
11.如权利要求10所述的查看方法，其中，显示所述多个C扫描图像的步骤包括显示雷达状视图中的所述多个C扫描图像。
12.如权利要求11所述的查看方法，其中，所述雷达状视图包括旋转波束光标。
13.如权利要求12所述的查看方法，其中，所述波束光标的位置包括与所述选择的C扫描图像对应的所述S扫描图像。
14.如权利要求10所述的查看方法，其中，所述显示步骤包括在手持装置上显示所述扫描。
15.如权利要求10所述的查看方法，还包括恢复所述多个C扫描图像的显示的步骤。
16.如权利要求10所述的方法，其中，操纵所述超声探头的步骤包括对所述超声探头的位置进行编码。
17.一种无损测试系统，包括: 超声探头； 其中所述超声探头包括二维阵列；以及 手持显示器，与所述超声探头进行通信； 其中所述手持显示器配置成显示雷达状视图中的多个C扫描图像或者对应S扫描图像。
18.如权利要求17所述的无损测试系统，其中，所述雷达状视图包括波束光标。
19.如权利要求18所述的无损测试系统，其中，所述波束光标的位置对应于相关S扫描图像。
20.如权利要求17所述的无损测试系统，还包括旋转所述超声探头的马达，以及其中所述马达包括与所述超声探头进行通信的位置编码器。
【专利摘要】本发明涉及一种无损测试系统。无损测试系统可包括超声探头以及与超声探头进行通信的手持显示器。手持显示器可配置成显示C扫描图像或S扫描图像。
【IPC分类】G01N29-06, G01S15-89, G01N29-22
【公开号】CN104685352
【申请号】CN201380050684
【发明人】Y.奥伯德菲尔, 张巍巍
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年8月26日
【公告号】CA2884830A1, EP2901146A1, US20140083192, WO2014051905A1