技术领域本发明涉及超声无损检测技术领域，尤其涉及一种基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法。
背景技术：
普通钢板是由板坯轧制而成的，板坯则可用浇铸法或者坯料轧制或锻造制成，普通钢板包括碳素钢、低合金钢以及奥氏体钢板、镍及镍合金板材和双相不锈钢板材等。板材中常见缺陷有分层、折叠、白点等，裂纹少见。分层是板坯中缩孔、夹渣等在轧制过程中未熔合而形成的分离层。分层破环了钢板的整体连续性，影响钢板承受垂直板面的拉应力作用的强度。折叠式钢板表面局部形成互相折合的双层金属。白点是钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的，白点的断裂而呈白色，多出现在厚度大于40mm的钢板中。根据钢板的厚度不同，从超声检测的角度可将板材分为薄板和中厚板。一般薄板厚度小于6mm，中厚板厚度6mm～80mm。由于钢板中的分层、折叠等缺陷经过轧制等工序，大都平行于板面，因此在现有技术中，中厚板常用垂直板面入射的纵波直探头检测法，又称为垂直入射法。目前，冶金行业生产船板、桥梁板、压力容器板等中厚板，通常采用多通道自动化超声检测设备。而多通道自动化超声检测一般采用脉冲反射式纵波双晶直探头检测，耦合方法上采用间隙水浸法(水膜法)。由于多通道自动超声检测探头数量多，检测速度快，热轨钢板表面较粗糙，探头磨损较快，并且双晶直探头能量较弱，仅适用于检测厚度小于60mm的中厚板。鉴于此，如何提供一种中厚板超声检测方法，以有效满足检测中厚板缺陷需求，并减少探头磨损，提高实用性成为目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
为解决上述的技术问题，本发明提供一种基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法，能够有效满足检测中厚板缺陷需求，并减少探头磨损，实用性更高。本发明提供一种基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法，利用单晶直探头、水耦合方式为局部水浸和界面波闸门实时跟踪的方式，同时通过第一次伤波和第一次底波在不同灵敏度情况下，对缺陷进行评价的多通道自动化板探检测工艺，对中厚板的缺陷进行超声检测，具体包括：利用单晶直探头，采用局部水浸耦合方式，使用分时机制，通过多个通道的各单晶直探头，获取待测中厚板各区域的回波信号；对所述回波信号进行模数转换，获得数字化的回波数据；对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置是否有缺陷；若确定所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷，则产生中断信号，并将所述中断信号和所述回波数据发送至处理器；所述处理器根据接收的中断信号和所述回波数据，形成相应的A扫图像；所述处理器将所述回波数据及所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置与预先建立的待测中厚板板材的特征数据库中的数据进行比较，获得缺陷的当量大小；所述处理器将每一通道的A扫图像中的波形，利用回波幅值高度、声程位置和判伤标准转化为C扫图像。可选地，利用局部水耦合方法，采用单晶探头，多通道采集数据；所述数字化的回波数据，包括发射波T、界面波I、伤波S和底波B；所述预设报警闸门，包括：界面波闸门、伤波闸门和底波闸门。可选地，在所述C扫图像中，X方向为待测中厚板的宽度方向，Y方向为待测中厚板的长度方向，C扫成像颜色代表回波高度或判伤级别，声程深度方向在厚度方向的C扫图像中显示。可选地，所述对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置是否有缺陷，包括：对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断所述回波数据是否越过预设报警闸门；若所述回波数据越过预设报警闸门，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷。可选地，所述对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置是否有缺陷，包括：对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断底面第一次反射回波数据未达到荧光屏满刻度时，缺陷的第一次反射回波数据与底面第一次反射回波数据之比是否大于或等于预设第一阈值，若是，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷；或者，对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断底面第一次反射回波数据是否低于预设报警刻度情况，若是，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷；或者，对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断回波数据中宽度的变化是否出现与预先建立的待测中厚板板材的特征数据库比对不一致或者差别大于等于预设第二阈值，若是，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷。可选地，在所述利用单晶直探头、采用局部水浸耦合方式，使用分时机制，通过多个通道的各单晶直探头，获取待测中厚板各区域的回波信号之前，所述方法还包括：根据待测中厚板的宽度自动计算得到单晶直探头的数量；其中，在待测中厚板的宽度方向上，每隔预设距离设置一个通道的单晶直探头，形成一个探伤路径，每个单晶直探头用于检测预设范围区域，获取预设范围区域的回波信号，以满足100％全覆盖。可选地，在所述若确定所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷，则产生中断信号，并将所述中断信号和所述回波数据发送至处理器之后，所述方法还包括：处理器从位置接口电路读取所述回波数据对应的单晶直探头的回波位置编码；根据所述回波数据、所述回波数据中S伤波的高度和相位、以及所述回波数据对应的单晶直探头的回波位置编码，获取缺陷位置坐标值和波形数据，并生成A扫图像、B扫图像和C扫图像。可选地，所述预先建立的待测中厚板板材的特征数据库，包括：待测中厚板板材的种类、厚度和波形特征。可选地，所述波形的特性包括：波形的相位和幅度。可选地，在所述若确定所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷，则产生中断信号之后，所述方法还包括：将所述中断信号发送至报警装置；报警装置根据所述中断信号发出警报。由上述技术方案可知，本发明的基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法，利用单晶直探头、水耦合方式为局部水浸和界面波闸门实时跟踪的方式，同时通过第一次伤波和第一次底波在不同灵敏度情况下，对缺陷进行评价的多通道自动化板探检测工艺，对中厚板的缺陷进行超声检测，为自动化的超声检测方法，能够有效满足检测中厚板缺陷需求，并减少探头磨损，实用性更高。附图说明图1为本发明一实施例提供的一种基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法的流程示意图；图2为图1所示方法中使用的局部水浸耦合方式的示意图；图3为图1所示方法中待测中厚板没有缺陷时数字化的回波数据波形的示意图；图4为图1所示方法中待测中厚板有缺陷时数字化的回波数据波形及预设报警闸门的示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。图1示出了本发明一实施例提供的基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法，利用单晶直探头、水耦合方式为局部水浸和界面波闸门实时跟踪的方式，同时通过第一次伤波和第一次底波在不同灵敏度情况下，对缺陷进行评价的多通道自动化板探检测工艺，对中厚板的缺陷进行超声检测，具体方法如下所述。101、利用单晶直探头，采用局部水浸耦合方式，使用分时机制，通过多个通道的各单晶直探头，获取待测中厚板(即待测钢板)各区域的回波信号。102、对所述回波信号进行模数转换，获得数字化的回波数据。其中，如4图所示，所述数字化的回波数据，包括：发射波T、界面波I、伤波S和底波B；所述预设报警闸门，包括：界面波闸门(闸门I)、伤波闸门(闸门1)和底波闸门(闸门2)。可理解的是，如果待测中厚板没有缺陷，那么所述数字化的回波数据如图3所述，只包括：发射波T、界面波I和底波B。应说明的是，在步骤103中，每个单晶直探头的回波信号可根据同步编程，经多路选择开关选取后，顺序进入模数A/D转换电路，通过模数A/D转换电路对所述回波信号进行模数转换，获得数字化的回波数据。103、对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置是否有缺陷。其中，所述回波数据中波形的特性包括：波形的相位和幅度等。在具体应用中，所述步骤103，可以包括：对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断所述回波数据是否越过预设报警闸门，可参考图4；若所述回波数据越过预设报警闸门，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷。在具体应用中，所述步骤103，可以包括：对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断底面第一次反射回波数据未达到荧光屏满刻度时，缺陷的第一次反射回波数据与底面第一次反射回波数据之比是否大于或等于预设第一阈值，若是，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷；或者，对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断底面第一次反射回波数据是否低于预设报警刻度情况，若是，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷；或者，对所述回波数据中波形的特性进行分析，判断回波数据中宽度的变化是否出现与预先建立的待测中厚板板材的特征数据库比对不一致或者差别大于等于预设第二阈值，若是，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷。其中，所述第一阈值可优选为50％。可理解的是，以上几种常见情况去可以作为判断回波数据对应的单晶直探头的扫查位置是否由缺陷，作为探伤评判依据，在具体应用中，还可以有其他回波数据作为评判产生中断信号，也在本实施例保护范围之内，此处不再详细表述。104、若确定所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷，则产生中断信号，并将所述中断信号和所述回波数据发送至处理器。105、所述处理器根据接收的中断信号和所述回波数据，形成相应的A扫图像。可理解的是，步骤105中形成的A扫图像可通过与所述处理器连接的显示器显示。106、所述处理器将所述回波数据及所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置与预先建立的待测中厚板板材的特征数据库中的数据进行比较，获得缺陷的当量大小。其中，所述预先建立的待测中厚板板材的特征数据库，可以包括：待测中厚板板材的种类、厚度和波形特征等。107、所述处理器将每一通道的A扫图像中的波形，利用回波幅值高度、声程位置和判伤标准转化为C扫图像。可理解的是，步骤107中的C扫图像可通过与所述处理器连接的显示器显示。应说明的是，在所述C扫图像中，X方向为待测中厚板的宽度方向，Y方向为待测中厚板的长度方向，C扫成像颜色代表回波高度或判伤级别，声程深度方向在厚度方向的C扫图像中显示。在具体应用中，在上述步骤101之前，本实施例所述方法还包括图中未示出的步骤100：100、根据待测中厚板的宽度自动计算得到单晶直探头的数量。其中，在待测中厚板的宽度方向上，每隔预设距离设置一个通道的单晶直探头，形成一个探伤路径，每个单晶直探头用于检测预设范围区域，获取预设范围区域的回波信号，以满足100％全覆盖。在具体应用中，所述预设距离可优选为15毫米，每个单晶直探头检测的预设范围区域可优选为60毫米区域，可满足对待测中厚板的100％全覆盖。应说明的是，在步骤103-105中，可通过数字信号处理电路对所述回波数据中波形的特性进行分析，还可通过滤波电路对所述回波数据进行滤波，剔除干扰杂波后，数字信号处理电路判断所述回波数据是否越过预设报警闸门。若所述回波数据越过预设报警闸门，则确定该回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷并产生中断信号，并将所述中断信号和越过预设报警闸门的回波数据发送至处理器。所述处理器根据接收的中断信号和越过预设报警闸门的回波数据，形成相应的A扫图像。在具体应用中，在上述步骤104之后，本实施例所述方法还可以包括图中未示出的步骤S1-S2：S1、处理器从位置接口电路读取所述回波数据对应的单晶直探头的回波位置编码，从数字信号处理电路中读取所述回波数据、所述回波数据中S伤波的高度H和相位t。S2、根据所述回波数据、所述回波数据中S伤波的高度H和相位t、以及所述回波数据对应的单晶直探头的回波位置编码，获取缺陷位置坐标值和波形数据，并生成A扫图像、B扫图像和C扫图像。可理解的是，步骤S2中形成的A扫图像、B扫图像和C扫图像均可通过与所述处理器连接的显示器显示。在具体应用中，在上述步骤104中的“若确定所述回波数据对应的单晶直探头的扫查位置有缺陷，则产生中断信号”之后，本实施例所述方法还可包括图中未示出的步骤T1-T2：T1、将所述中断信号发送至报警装置。T2、报警装置根据所述中断信号发出警报。在现有技术中，中厚板超声自动探伤设备均采用间隙水浸法(即水膜法)，并使用双晶探头。双晶探头穿透能力差，不适用于检测较厚钢板，检测灵敏度低的缺点。而间隙水浸法对水层厚度要求较高，通常为半波长的整数倍，对钢板表面要求较高，粗糙的工件表面会导致探头耦合不良，影响超声探伤。另外为了保护探头，通常会在探头周围增加耐磨材料，检测可能划伤钢管表面，产生新的缺陷。当探头的磨损到一定程度后需要更换探头，因此后期的运营成本较高。本实施例的基于局部水浸耦合方式单晶直探头的中厚板超声检测方法，为自动化的超声检测方法，利用单晶直探头，水耦合方式为局部水浸；界面波闸门实时跟踪的方式，同时通过第一次伤波和第一次底波在不同灵敏度情况下，对缺陷进行评价的多通道自动化板探检测工艺。使用局部水浸耦合方式，水耦合效果好，A扫波形稳定；水浸探头与钢板(即待测中厚板)间存在水层厚度，不易磨损探头，维护量小，并且不会划伤钢板，促使钢板表面带来新的缺陷；单晶直探头适用于检测较厚钢板，穿透能力强，灵敏度高，分辨能力强；采用关联模式可以同时监控底波和伤波，评伤更准确，不易漏检；边部盲区小，能保证边部盲区小于5毫米；能够有效满足检测中厚板缺陷需求，并减少探头磨损，实用性更高。本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。