一种超声c扫描检测中缺陷位置精确定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及到一种超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法。
【背景技术】
[0002]无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。
[0003]超声检测是目前应用最广泛的无损检测技术之一。常用的超声检测方法有接触法、水浸法。随着工业自动化的发展，超声C扫描检测应用的越来越广泛，超声C扫描检测采用的方法通常有水浸法和喷水法，这两种方法都要求超声探头距离工件表面有一定的距离。虽然通过超声C扫描检测能够得到工件内部缺陷的二维平面C扫描图像，但是由于超声C扫描检测系统的坐标系和工件的实际坐标直接缺少精确的关联，要想直接通过C扫描图像对缺陷进行定位产生的误差很大。目前，通常是在超声C扫描检测发现缺陷后再采用接触法进行定位，因此就会带来额外的工作量。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，可以直接利用C扫描图像对工件中缺陷进行精确定位。
[0005]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下:
[0006]—种超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，包括以下步骤:
[0007]S1:在已经标定好三维坐标系统的水平工作台上放置长方体形工件，并记录工件的长宽高；
[0008]S2:在超声C扫描检测系统中输入工件的长宽高参数，并调节好超声参数；
[0009]S3:用超声探头对工件的水平探测面进行水平扫描，得到一幅包含扫描位置信息与超声检测信号相对应的二维平面超声C扫描图像，确定图像中缺陷信号的平面位置坐标；
[0010]S4:将十字激光器移动至平面位置坐标处，十字激光器中的十字光斑在工件中的投影即为缺陷的位置，配合十字光斑即将工件中的缺陷平面投影准确的描绘出来。
[0011]所述S1的具体方法包括:在已经调试好三维坐标系统的超声C扫描装置的探头旁边固定十字激光器，激光器射出方向与超声探头的声束方向一致，即都垂直于坐标系的XY平面，并确保十字激光器的十字线分别平行于坐标系的X轴和Y轴，通过测试和计算，得出超声探头中心与十字光斑在XY平面上的相对坐标。
[0012]通过十字激光器的十字线校准工件摆放的位置，使得工件的长和宽与坐标系的X轴和Y轴平行，并将激光十字光斑对准工件左上角，通过超声C扫描软件查看得知超声探头声束在XY平面的坐标，根据超声探头和激光器的相对坐标得到激光十字光斑在XY平面的坐标。
[0013]通过测试和计算得出超声探头中心与十字光斑在XY平面上的相对坐标的具体方法是:在已经标定好的三维坐标系中得到探头的中心坐标为(xl，yl)，因为是定XY平面的相对坐标，因此Z轴可以忽略，而十字光斑在该三维坐标系中的实际坐标直接测出为(x2，y2)，即可得出超声探头中心与十字光斑在XY平面上的相对坐标为(X2-xl，y2-yl)
[0014]对于一个规则工件，通过十字激光的2条线来校准工件摆放的位置。
[0015]所述S2中，所述超声参数是根据超声信号波形、工件厚度、工件声速和相关检测标准来确定。
[0016]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0017]本发明所提供的方法，利用了激光的方向性好的优点。首先需要在超声C扫描检测系统中建立一个三维坐标系统，准确标定超声探头中心在坐标系统的位置。将一个十字激光发射器放置于探头旁，并计算激光中心(十字光斑)与探头中心的平面相对位置，通过分析超声C扫描检测图像中的缺陷，可以得到该缺陷在三维坐标系中的平面位置，因此可以将激光移动到缺陷上方，此时，十字光斑在工件中的位置即为缺陷的准确位置。本发明所提供的超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，可以直接利用C扫描图像对工件中缺陷进行精确定位。
【附图说明】
[0018]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0019]图1是本发明超声C扫描检测装置一实施例的位置示意图；
[0020]图中:1-水平工作台；2-工作区域;3-工件;4-系统原点；5-超声探头;6_十字激光器。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0022]图1所示，在一个已经调试好三维坐标系统的超声C扫描装置的超声探头5旁边固定一个十字激光器6。十字激光器6射出方向与超声探头的声束方向一致，即都垂直于坐标系的XY平面，并确保十字激光器6的十字线分别平行于坐标系的X轴和Y轴。通过测试和计算，可以得出超声探头中心与十字光斑在XY平面上的相对坐标。
[0023]将工件3放置在该水平工作平台1的工作区域2中，在超声C扫描检测系统中输入工件的长宽高参数，并调节好相关超声参数，对于一个规则工件，可以通过十字激光的2条线来校准工件摆放的位置。
[0024]用超声探头5对工件3的水平探测面进行水平扫描，得到一幅包含扫描位置信息与超声检测信号相对应的二维平面超声C扫描图像，确定图像中缺陷信号的平面位置坐标。
[0025]通过十字激光器6和超声探头5的相对坐标，可以将激光器的十字光斑准确移动到工件3中的缺陷的坐标上。例如:假设缺陷在XY平面的坐标位置为(XI，Y1)，因此也就知道缺陷对于的超声探头中心的坐标位置为(XI，Υ1)，又因探头中心的坐标与十字光斑坐标的相对坐标为(x2-xl，y2-yl)。因此，要将十字光斑移动到缺陷坐标(XI，Y1)上，只需将探头移动到(Xl-(x2-xl)，Y2-(y2_yl))坐标即可。
[0026]利用记号笔和十字光斑可以将工件3中的缺陷在XY平面中的投影精确的描绘出来。
[0027]本发明一具体实施例中，工作区域中放置一块长500mm、宽400mm,厚为4mm的碳纤维蒙皮工件，将工件尺寸参数(一般对长宽尺寸适当放大，确保对工件的完全扫描)输入超声C扫描系统，本实施例输入的工件尺寸参数为长530mm、宽430mm，高4mm。将超声探头移动至工件距离系统原点4较近的一侧上方，根据超声信号波形、工件厚度、工件声速和相关检测标准等信息，确定超声检测参数。
[0028]通过十字激光线校准工件摆放的位置，即工件的长和宽是否与坐标系的X轴和Y轴平行。并将激光十字光斑对准工件左上角，此时，通过超声C扫描软件查看得知超声探头声束在XY平面的坐标为(85，85)。根据超声探头和激光器的相对坐标可知，此时的激光十字光斑在XY平面的坐标为(100，100)。
[0029]使用超声探头对工件进行完全扫描，得到一幅包含扫描位置信息与超声检测信号相对应的二维平面超声C扫描图像，从图像中得知缺陷在XY平面的某一边缘坐标为(200，180)。
[0030]将超声探头在XY平面移动到坐标(185，165)处。此时激光十字光斑所指定的位置即为缺陷该边缘在XY平面的精确位置。
[0031]使用记号笔，配合激光十字光斑即可将缺陷在XY平面的精确轮廓描绘出来。
[0032]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:在已经标定好三维坐标系统的水平工作台上放置长方体形工件，并记录工件的长宽高； S2:在超声C扫描检测系统中输入工件的长宽高参数，并调节超声参数； S3:用超声探头对工件的水平探测面进行水平扫描，得到一幅包含扫描位置信息与超声检测信号相对应的二维平面超声C扫描图像，确定图像中缺陷信号的平面位置坐标； S4:将十字激光器移动至平面位置坐标处，十字激光器中的十字光斑在工件中的投影即为缺陷的位置，配合十字光斑即将工件中的缺陷平面投影准确的描绘出来。2.根据权利要求1所述的超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，其特征在于，所述S1的具体方法包括:在已经调试好三维坐标系统的超声C扫描装置的探头旁边固定十字激光器，激光器射出方向与超声探头的声束方向一致，即都垂直于坐标系的XY平面，并确保十字激光器的十字线分别平行于坐标系的X轴和Y轴，通过测试和计算，得出超声探头中心与十字光斑在XY平面上的相对坐标。3.根据权利要求2所述的超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，其特征在于，通过十字激光器的十字线校准工件摆放的位置，使得工件的长和宽与坐标系的X轴和Y轴平行，并将激光十字光斑对准工件左上角，通过超声C扫描软件查看得知超声探头声束在XY平面的坐标，根据超声探头和激光器的相对坐标得到激光十字光斑在XY平面的坐标。4.根据权利要求2所述的超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，其特征在于，通过测试和计算得出超声探头中心与十字光斑在XY平面上的相对坐标的方法包括:在已经标定好的三维坐标系中得到探头的中心坐标为(xl，yl)，因为是定XY平面的相对坐标，因此Z轴可以忽略，而十字光斑在该三维坐标系中的实际坐标直接测出为(x2，y2)，即可得出超声探头中心与十字光斑在XY平面上的相对坐标为(x2-xl，y2-yl)。5.根据权利要求3所述的超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，其特征在于，对于一个规则工件，通过十字激光的2条线来校准工件摆放的位置。6.根据权利要求1所述的超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，其特征在于，所述S2中，所述超声参数是根据超声信号波形、工件厚度、工件声速和相关检测标准来确定。
【专利摘要】本发明提供了一种超声C扫描检测中缺陷位置精确定位方法，包括以下步骤：S1：在已经标定好三维坐标系统的水平工作台上放置长方体形工件，并记录工件的长宽高；S2：在超声C扫描检测系统中输入工件的长宽高参数，并调节好超声参数；S3：用超声探头对工件的水平探测面进行水平扫描，得到一幅包含扫描位置信息与超声检测信号相对应的二维平面超声C扫描图像，确定图像中缺陷信号的平面位置坐标；S4：将十字激光器移动至平面位置坐标处，十字激光器中的十字光斑在工件中的投影即为缺陷的位置，配合十字光斑即将工件中的缺陷平面投影准确的描绘出来。本发明方法可以直接利用C扫描图像对工件中缺陷进行精确定位。
【IPC分类】G01N29/06
【公开号】CN105467011
【申请号】CN201510907290
【发明人】郑金华, 曾兵, 盛涛, 满明瑞, 吴凯, 钱云翔
【申请人】上海复合材料科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月9日