具有耦接验证的超声测试检查的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月12日提交的名称为“具有耦接验证的超声测试检查(ultrasonictestinginspectionwithcouplingvaliation)”的美国临时专利申请号62/571,448的权益，该美国临时专利申请的全文据此以引用方式并入。

背景技术：

非破坏性测试(ndt)是一类可用于在不引起损坏的情况下检查目标以确保被检查的目标符合所需规格的分析技术。为此，ndt已在采用不易从其周围环境中去除的结构的工业(诸如航空航天、发电、石油和天然气的运输或精炼、以及运输)中得到广泛认可。

例如，全球铁路标准可能需要在制造之后和定期维护期间对列车车轮进行超声检查。在超声测试中，波形式的声(声音)能可指向列车车轮。当超声波接触并且穿透列车车轮时，它们可从诸如外表面和内部缺陷(例如，裂缝、孔隙等)的特征反射。超声传感器可获取作为时间的函数的声强度的超声测量。随后，可分析这些超声测量以提供表征存在于列车车轮内的缺陷的测试结果，诸如它们的存在或不存在、位置和/或大小。

技术实现要素：

超声测量的精确性可依赖于检查超声探头与目标(诸如车轮)之间的良好耦接。耦接是指超声束在超声探头和目标之间被可靠地发射的能力。即，基本上不妨碍超声束在超声探头和目标之间行进。然而，当超声探头与目标接触差时，可发生不良耦接。在一个方面，由于超声探头与目标之间存在由未对准引起的间隙而可能发生差接触。在另一方面，由于在检查超声探头与目标之间存在污染物而可能发生差接触。在一些情况下，目标可以是车轮，诸如列车车轮。

可能期望验证超声测试结果以确保它们的精确性。在没有验证的情况下，超声测试结果可能被误解，导致缺陷不存在或在可接受限度内的错误结论。此类错误可导致车轮在操作期间发生故障，造成诸如设备损坏和人身伤害的灾难性后果。

因此，存在对用于验证超声测试结果的改进的系统和方法的持续需要。

在一个实施方案中，提供了超声测试系统并且可包括一个或多个矩阵阵列超声探头、探头定位组件和分析仪。探头定位组件可被构造成机械地耦接至一个或多个矩阵阵列超声探头，以及将一个或多个矩阵阵列超声探头定位用于与包括至少一个耦接验证几何结构(geometry)的车轮超声通信。一个或多个矩阵阵列超声探头中的每一个均可被构造成发射指向车轮内的耦接验证几何结构的验证超声信号，在从至少一个耦接验证几何结构中的各自一个反射之后测量其发射的验证超声信号，以及以下中的至少一者：发射超声检查信号和测量从定位在车轮的检查区域内的缺陷反射的检查超声信号。分析仪可被构造成接收所测量的验证超声信号和所测量的检查超声信号，确定所测量的验证超声信号与参考验证信号匹配，以及输出表示所测量的检查超声信号的验证的第一通知。

在另一个实施方案中，分析仪可被构造成确定所测量的验证超声信号与参考验证信号不匹配，以及输出表示所测量的检查超声信号的无效的第二通知。

在另一个实施方案中，矩阵阵列超声探头中的每一个均可被构造成将所发射的验证超声束扫掠通过预定方向的弧，以及在从多个各自的耦接验证几何结构反射之后测量多个验证超声信号。

在另一个实施方案中，发射检查超声信号的矩阵阵列超声探头中的每一个均可被构造成将检查超声信号扫掠通过预定方向的弧，并且测量所反射的检查超声束的矩阵阵列超声探头中的每一个均可被构造成在从多个各自的缺陷反射之后测量多个检查超声信号。

矩阵超声探头的实施方案可以采用多种构造。在一个方面，该系统包括至少两个矩阵超声探头，并且探头保持器可被构造成将至少两个矩阵阵列超声探头相对于彼此以模拟车轮的运行踏面的曲率的构造定位。在另一方面，至少两个矩阵超声探头中的第一个可被构造成朝向检查区域发射检查超声信号，并且至少两个矩阵阵列超声探头中的第二个可被构造成测量从检查区域内的缺陷反射的检查超声信号。在又一方面，至少两个矩阵超声探头中的第一个和至少两个超声探头中的第二个可各自被构造成朝向检查区域发射检查超声信号以及测量从检查区域内的缺陷反射的检查超声信号。

在另一个实施方案中，探头定位组件可被构造成将车轮可逆地抬升至底层表面上方以及在抬升车轮的同时旋转车轮。

在另一个实施方案中，该系统可包括与分析仪通信的通告器。通告器可被构造成响应于接收到第一通知而通告表示检查超声信号的验证的第一通告。通告器还可被构造成响应于接收到第二通知而通告表示检查超声信号的无效的不同于第一通告的第二通告。

在一个实施方案中，提供了用于超声检查的方法。该方法可包括将一个或多个矩阵阵列超声探头定位用于与包括至少一个耦接验证几何结构的车轮超声通信。该方法还可包括由一个或多个矩阵阵列超声探头中的每一个发射指向车轮内的耦接验证几何结构的验证超声信号。该方法可进一步包括在从至少一个耦接验证几何结构中的各自一个反射之后，由一个或多个矩阵阵列超声探头中的每一个测量其所发射的验证超声信号。该方法可另外包括由矩阵超声探头中的至少一个朝向车轮的检查区域发射超声检查信号。该方法还可包括在从定位在检查区域内的缺陷反射之后，由矩阵超声探头中的至少一个测量检查超声信号。该方法还可包括由与一个或多个矩阵阵列超声探头中的每一个通信的分析仪接收所测量的验证超声信号和所测量的检查超声信号。该方法还可包括由分析仪确定所测量的验证超声信号与参考验证信号匹配。该方法另外可包括由分析仪输出表示对所测量的检查超声信号的验证的第一通知。

在另一个实施方案中，该方法可包括由分析仪确定所测量的验证超声信号与参考验证信号不匹配，以及由分析仪输出表示所测量的检查超声信号的无效的第二通知。

在另一个实施方案中，矩阵阵列超声探头中的每一个均可被构造成将所发射的验证超声束扫掠通过预定方向的弧，以及在从多个各自的耦接验证几何结构反射之后测量多个验证超声信号。

在另一个实施方案中，发射检查超声信号的矩阵阵列超声探头中的每一个均可被构造成将检查超声信号扫掠通过预定方向的弧，并且测量反射的检查超声束的矩阵阵列超声探头中的每一个均可被构造成在从检查区域内多个各自的缺陷反射之后测量多个检查超声信号。

在另一个实施方案中，至少一个矩阵阵列超声探头可采用多种构造。在一个方面，至少一个矩阵阵列超声探头可包括至少两个矩阵超声探头。至少两个矩阵阵列超声探头可相对于彼此以模拟车轮的运行踏面的曲率的构造定位。在另一方面，至少两个矩阵超声探头中的第一个可被构造成朝向检查区域发射检查超声信号，并且至少两个矩阵阵列超声探头中的第二个可被构造成测量从检查区域内的缺陷反射的检查超声信号。在另一方面，至少两个矩阵阵列超声探头中的第一个和至少两个超声探头中的第二个可各自被构造成朝向检查区域发射检查超声信号以及测量从检查区域内的缺陷反射的检查超声信号。

在另一个实施方案中，一个或多个矩阵阵列超声探头可相对于车轮定位，同时车轮被抬升至底层表面上方。

在另一个实施方案中，该方法可进一步包括在抬升车轮的同时以及在每个矩阵阵列超声探头测量其发射的验证超声信号以及发射和/或测量其检查超声信号之后，旋转车轮。

在另一个实施方案中，车轮为列车车轮。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：

图1为示出列车和列车车轮的图像；

图2a为示出包括超声测试系统的操作环境的一个示例性实施方案的图像，该超声测试系统具有用于检查列车车轮的超声探头；

图2b为示出图2a的超声测试系统的放大视图的示意图；

图3a为列车车轮的一部分的侧视图，该侧视图示出了现有超声测试系统的定位在列车车轮上用于超声测试的超声探头；

图3b为图3a的横截面前视图；

图4a为示出矩阵阵列超声探头的一个示例性实施方案的图；

图4b为列车车轮的一部分的侧视图，该侧视图示出了根据图4a的定位在列车车轮上用于超声测试的矩阵阵列超声探头的示例性实施方案；

图4c为图4b的横截面前视图；

图5a至图5d为列车车轮的其他实施方案的前横截面视图，该前横截面视图示出了耦接验证特征和定位在列车车轮上用于超声测试的矩阵阵列超声探头；

图6为图4a至图5d的超声检查系统的分析系统的示意图；并且

图7为示出用于使用矩阵阵列超声探头进行超声检查和耦接验证的方法的示例性实施方案的流程图。

应注意，附图不一定按比例绘制。附图仅旨在描绘本文所公开的主题的典型方面，因此不应视为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解的是，本文中具体描述且在附图中示出的系统、装置和方法是非限制性的示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求限定。

具体实施方式

车轮(例如，列车车轮)可在使用期间随时间而产生损坏，诸如裂缝。如果这种损坏变得过于严重，则其可引起车轮断裂。为了避免车轮在使用期间发生故障，可定期对它们进行检查。在一些情况下，因为在车轮的表面上的损坏是不可见的，所以检查可包括允许调查车轮的内部的技术，诸如超声测试。在超声测试中，超声探头可定位在车轮上，并且它们可发送和接收超声波(高频声波)以检测车轮表面下方的缺陷。当正确执行超声测试时，超声波可容易地在超声探头和车轮之间行进。这种情况被称为耦接，并且可确保精确地测量缺陷。现有的超声测试系统可使用一个或多个第一超声探头来测量缺陷，并且使用不同于第一超声探头的一个或多个第二超声探头来进行验证第一超声探头的超声耦接的测量。然而，该技术假设由(多个)第二探头获取的耦接验证测量适用于(多个)第一超声探头。然而，在一些情况下，该假设可为错误的，并且由第一组超声探头获取的缺陷测量可因不良耦接而为错误的。因此，提供了改进的超声测试系统和对应方法，其中每个超声探头被构造成测量目标(诸如车轮)内的缺陷，以及验证其与车轮的耦接。因为每个超声探头均可独立地验证其与车轮的耦接，所以只要其耦接保持被验证，则确保其缺陷测量是精确的。

本文讨论了用于验证为列车车轮获取的超声测量的超声测试系统和对应方法的实施方案。然而，本公开的实施方案可无限制地用于其他目标对象的超声测试。

图1示出了包括定位在轨道103上的列车车轮102的列车100的实施方案，并且图2a至图2b示出了用于检查列车车轮102的超声测试系统200的一个示例性实施方案。如图所示，列车车轮102可包括轮盘104、运行踏面106和轮缘110。轮盘104可形成列车车轮102的中心，并且运行踏面106可形成列车车轮102的圆周外表面。轮缘110可在列车车轮102的一侧(例如，内侧)上形成并且从运行踏面106径向向外延伸。

轮盘104可包括一个或多个穿过其中的孔。如图所示，主孔112可定位在轮盘104的大约中心处，并且被构造用于接收穿过其中的轴115。一个或多个副孔114可从主孔112径向向外形成，并且被构造用于将其他部件(诸如制动盘(未示出))耦接至列车车轮102。

超声测试系统200可以包括一个或多个超声探头202和探头定位组件208，该探头定位组件包括探头保持器204、探头保持器底座206以及抬升和旋转单元210。如图所示，预定数目的超声探头202可机械地耦接至探头保持器204并且通过探头保持器204相对于彼此取向(例如，以模拟运行踏面106的曲率的弧形构造)。每个探头保持器204继而可耦接至探头保持器底座206。当使用超声测试系统200来检查列车车轮102时，抬升和旋转单元210可被构造成将列车车轮102抬升至底层轨道103上方并且使列车车轮102围绕延伸穿过主孔112的轴线旋转(例如，经由一个或多个旋转轮210a)。探头保持器底座206可耦接至探头保持器204，并且其可被构造成将超声探头202定位用于与运行踏面106相邻或接触，以用于在抬升列车车轮102的同时与列车车轮102超声通信。虽然未示出，但可在超声探头202与列车车轮102之间设置超声耦合剂流体以有利于超声通信。

一般来说，当超声束穿过材料时，它们可从材料的表面诸如内部缺陷(例如，裂缝、孔等)和外表面反射。材料特征诸如几何边界和缺陷可以不同方式反射超声束。一些材料特征可以比其他材料特征更好地反射超声束，并且反射的超声束的强度可以变化。材料特征还可在离超声探头的不同距离处，并且反射的超声束到达超声探头的时间可以变化。可分析从列车车轮102反射的超声束的强度和时间行为的测量，以确定内部缺陷的位置和大小。

图3a为列车车轮102的一部分的侧视图，该侧视图示出了呈超声测试系统300形式的超声测试系统200，该超声测试系统包括根据现有技术的两组用于超声测试的超声探头302。如图所示，超声探头302定位在列车车轮102(例如，运行踏面106的外圆周表面)上，并且它们可包括一个或多个检查超声探头(例如，304a、304b)和验证超声探头(例如，306)。列车车轮102的对应横截面前视图示于图3b中。超声测试系统300还可以包括探头保持器204、探头保持器底座206以及抬升和旋转单元210，为清楚起见省略了它们。

超声探头302a、302b中的每一个可包括单个超声有源元件，该超声有源元件被构造成生成和/或测量超声波(也被称为超声束)以用于对检查区域310内的列车车轮102进行超声检查。检查区域310可位于主孔112与运行踏面106之间。检查超声探头304a、304b可被构造成通过发送和接收检查超声信号304s来测量检查区域310内的缺陷308(例如，1个、2个、3个、4个)。在一个方面，检查超声探头304a、304b可成对，一个用于发射，一个用于接收，称为“v发射构造”。如图3a所示，第一检查超声探头304a可被构造成发射检查超声信号304s。如果在检查超声信号304s的路径中存在缺陷308，则其可从该缺陷308(例如，1个、2个、3个)反射并且由第二检查超声探头304b测量。在另一方面，检查超声探头304a、304b中的单个既可生成又可测量从缺陷308中的一个反射的检查超声束(也称为直接扫描)。如图所示，第二检查超声探头304b可生成从检查区域310内的缺陷308(例如，4个)中的一个反射的超声检查信号304s′，并且测量所反射的超声检查信号304s′。在任一种情况下，对测量的超声检查信号304s、304s′的分析均可提供对检查区域310内的缺陷308中的一个或多个(例如，1个、2个、3个、4个)的大小和位置的估计。

验证超声探头306可用于验证检查超声探头304a、304b的耦接。一般来说，轮盘几何结构可包括具有限定的、特征性的和熟知的反射性质的反射超声束的特征。此类特征的示例可包括但不限于凸形半径，诸如从运行踏面106到轮盘104的相交半径。这些特征在本文中可被称为耦接验证几何结构312。验证超声探头306可被构造成生成和测量从耦接验证几何结构312反射的验证超声信号306s。当由验证超声探头306测量的验证超声信号306s与预期行为相符时，耦接可被认为是良好的或被验证的。当由验证超声探头306测量的验证超声信号306s偏离预期行为时，耦接可被认为是不良的或未被验证的。

然而，出于多种原因，使用与(多个)检查超声探头302分开的验证超声探头306可能存在问题。

在一个方面，假设当验证超声探头306验证其自身与列车车轮102的耦接时，该结果也适用于检查超声探头304a、304b。然而，在最坏情况的情景下，该假设不为真。因此，现有的超声测试系统，诸如超声测试系统300，可能无法恰当地验证检查超声探头304a、304b，从而存在不正确解释超声测试结果的风险。

在另一方面，因为它们被构造成针对列车车轮102内的不同特征(例如，与耦接验证几何结构312相比的缺陷308)生成和测量超声束，所以检查超声探头304a、304b和验证超声探头306的取向不同。即，超声探头302中各自的超声探头不能既测量缺陷308，又执行验证。

在又一方面，对与检查超声探头304a、304b分开的验证超声探头306的需要可增加现有超声测试系统(例如，超声测试系统300)的附加成本和复杂性。

本公开的实施方案提供用于超声测试的改进的系统和方法。改进的超声测试系统400可类似于图2的超声测试系统200，包括探头保持器204、探头保持器底座206以及抬升和旋转单元210。然而，用示于图4a中的矩阵阵列超声探头402(也称为相控阵列超声探头)替换超声探头202。矩阵阵列超声探头402可包括两个或更多个超声有源元件。这些超声有源元件可被构造成生成和测量超声束，并且它们可相对于彼此以预定图案(例如，线、圆、网格等)布置。超声有源元件中的每一个还可被构造成生成强度和/或时间相对于由其他超声有源元件生成的超声束变化的超声束。各种超声束可彼此干涉以在预定方向上产生净超声束402s。可根据需要重复该过程，以将超声束402s扫掠通过不同预定方向的弧a。矩阵阵列超声探头402的示例性实施方案可见于美国专利号9,244,043中，该美国专利号的全文以引用方式并入本文。

图4b为列车车轮102的一部分的侧视图。如图所示，矩阵阵列超声探头402可定位在列车车轮102(例如，运行踏面106的外圆周表面)之上或相邻处以用于超声测试。列车车轮102的对应横截面前视图示于图4c中。示出了两个矩阵阵列超声探头402a、402b，并且为了清楚起见，省略了改进的超声测试系统400的剩余部分。然而，可不受限制地采用任何数目的矩阵阵列探头。在系统与除列车车轮之外的车轮一起采用的情况下，矩阵阵列超声探头可定位在车轮之上或与车轮相邻的适合位置处，诸如车轮的外圆周表面。

矩阵阵列超声探头402中的每一个均可被构造成获取用于检测检查区域406内的缺陷404的测量以及验证它们关于列车车轮102的超声耦接。例如，检查区域406可从运行踏面106和主孔112延伸。

如图4b所示，矩阵阵列超声探头402被布置成v发射构造。矩阵阵列超声探头402a可被构造成生成指向检查区域406的检查超声信号410s。如果缺陷404存在于检查超声信号410s的路径中，则检查超声信号410s可从缺陷404反射并且由矩阵阵列超声探头402b测量。如进一步所示，矩阵阵列超声探头402a、402b两者还可被构造成生成和测量从耦接验证几何结构414反射的各自验证超声信号412s。因此，检查超声信号410s和验证超声信号412s可在彼此不同的方向上发射和反射。如上所讨论，耦接验证几何结构414可为一个或多个具有限定的、特征性的和熟知的反射性质的反射超声束的特征(例如，具有凸形半径的特征)。虽然上文已讨论了v发射构造，但改进的超声测试系统的实施方案还可采用呈直接扫描构造的矩阵超声探头，其中每个矩阵超声探头在从缺陷反射之后既生成检查超声束，又测量检查超声束。

在某些实施方案中，当检查超声信号410s和验证超声信号412s被发射和反射时，可将列车车轮102从底层表面(例如，轨道103)抬升。列车车轮102还可在抬升的同时被旋转，以有助于检查检查区域406的基本上整个空间。在一个方面，可在测量反射的检查超声信号410s和验证超声信号412s之后执行旋转。在另一方面，可在检查超声信号410s和验证超声信号412s的发射、所反射的检查超声信号410s和验证超声信号412s的反射、和/或所反射的检查超声信号410s和验证超声信号412s的测量期间，以选定的速度执行旋转。

图5a至图5d示出了列车车轮500、502、504、506的另外示例性实施方案的前横截面视图，该列车车轮具有不同的耦接验证几何结构510、512、514、516以及定位在列车车轮上用于超声测试的各自矩阵阵列超声探头402。用于每个列车车轮500、502、504、506的耦接验证几何结构510、512、514、516被圈出以供参考。例如，耦接验证几何结构510、512、514、516可存在于运行踏面106、轮盘104或它们的组合内。如图所示，矩阵阵列超声探头402的实施方案可将验证超声信号412s引导朝向它们各自的列车车轮500、502、504、506的耦接验证几何结构510、512、514、516中的一个或多个，以便验证其与它们的耦接。此外，如上所述，矩阵阵列超声探头402可将检查超声信号410s引导至检查区域406中以用于检查缺陷404。

图6示出了改进的超声测试系统400的分析系统600，该分析系统被构造成与矩阵阵列超声探头402中的每一个电子通信。分析系统600可包括分析仪602、通告器604和显示装置606。分析仪602可为采用通用或专用处理器(例如，处理器610)的任何计算装置，并且还可包括存储器612。处理器610可包括一个或多个处理装置，并且第一存储器220可包括一个或多个有形非暂态机器可读介质，该有形非暂态机器可读介质共同存储可由第一处理器216执行以执行本文所述的方法和控制动作的指令。分析仪602的实施方案可使用模拟电子电路、数字电子电路和它们的组合来实现。

在一个实施方案中，存储器612可存储用于每个耦接验证几何结构414的参考验证信号。参考验证信号可表示在良好耦接的条件下测量的验证超声信号412s。存储器612可进一步存储用于确定从耦接验证几何结构414反射的所测量的验证超声信号412s是否与用于该耦接验证几何结构414的对应参考超声信号匹配的指令和/或算法。例如，当所测量的验证超声信号412s和参考验证超声信号的强度彼此变化小于预定阈值量(作为时间的函数)时，可确定匹配。相反，当所测量的验证超声信号412s和参考验证超声信号的强度彼此变化大于预定阈值量(作为时间的函数)时，不可确定匹配。

在另选的实施方案中，存储器可存储用于每个验证耦接几何结构的参考验证信号强度。参考验证信号强度可表示阈值强度，高于该阈值强度，验证超声信号可被认为表示良好耦接。存储器可进一步存储用于确定从耦接验证几何结构反射的所测量的验证超声信号是否表现出大于或等于用于该耦接验证几何结构的参考验证信号强度的强度的指令和/或算法。强度大于或等于参考验证信号强度的所测量的验证超声信号可被认为具有良好耦接。相反，所确定的强度小于参考验证信号强度的所测量的验证超声信号可被认为具有不良耦接。

图7为示出用于超声检查的方法700的示例性实施方案的流程图，其中矩阵阵列超声探头402中的每一个均可被构造成既执行列车车轮102的超声检查，又验证其与列车车轮102的超声耦接。下面结合图4a至图6的改进的超声波测试系统400描述方法700。如图所示，方法700包括操作702至716。然而，该方法的另选实施方案可包括比图7中所示更多或更少的操作，并且这些操作可以与图7所示不同的顺序执行。

在操作702中，一个或多个矩阵阵列超声探头402可被定位用于与列车车轮102超声通信。在一个实施方案中，可使用探头定位组件208来定位矩阵阵列超声探头402。例如，一个或多个矩阵阵列超声探头402可定位在列车车轮102的运行踏面106之上或相邻处。在另外的实施方案中，一个或多个矩阵阵列超声探头402可包括至少两个相对于彼此以模拟运行踏面106的曲率的构造定位的矩阵阵列超声探头(例如，402a、402b)。在操作704至706中，一个或多个矩阵阵列超声探头402中的每一个均可朝向列车车轮102内的耦接验证几何结构(例如，414)发射验证超声信号412s，并且测量对应的反射验证超声信号412s。如图5a至图5b所示，列车车轮102可包括一个或多个耦接验证几何结构(例如，414)。此外，矩阵阵列超声探头402中的每一个均可被构造成将所发射的验证超声信号412s扫掠通过预定方向的弧，以及在从多个耦接验证几何结构414反射之后测量多个验证超声信号412s。

在操作708中，矩阵阵列超声探头402中的每一个可朝向列车车轮102的检查区域406发射超声检查信号410s。类似于验证超声信号412s，可将所发射的检查超声信号410s扫掠通过预定方向的弧。在操作710中，矩阵阵列超声探头402中的至少一个可在从检查区域406内的缺陷(例如，缺陷404)反射之后测量发射的检查超声信号410s。因此，发射检查超声信号410s的矩阵阵列超声探头402中的每一个均可被构造成将检查超声信号410s扫掠通过预定方向的弧，并且测量所反射的检查超声信号410s的矩阵阵列超声探头402中的每一个均可被构造成在从多个各自的缺陷404反射之后测量多个检查超声信号410s。

在某些实施方案中，一个或多个矩阵阵列超声探头402可包括至少两个矩阵阵列超声探头(例如，402a、402b)。在一个方面，至少两个矩阵阵列超声探头402a中的第一个可被构造成朝向检查区域406发射检查超声信号410s，并且至少两个矩阵阵列超声探头402b中的第二个可被构造成测量从缺陷404(例如，v发射构造)反射的检查超声信号410s。在另一方面，第一矩阵阵列超声探头402a和第二矩阵阵列超声探头402b可各自被构造成发射检查超声信号410s以及测量其从缺陷404反射的检查超声信号410s(例如，直接束构造)。

可基于所检查的列车车轮102来选择生成检查超声信号410s和验证超声信号412s的方式。一般来说，可生成预定数目的检查超声束，接着生成验证超声信号，或反之亦然。在一个方面，可交替地生成检查超声信号和验证超声信号。在另一方面，可生成预定数目(例如，大约100个)的检查超声信号，接着是一个或多个验证超声信号。对于超声测试的持续时间，可根据需要重复或改变该循环。

在操作712至716中，分析仪602可验证矩阵阵列超声探头402的超声耦接。在操作712中，分析仪602可接收所测量的验证超声信号412s和所测量的检查超声信号410s(例如，来自矩阵阵列超声探头402)。在操作714中，分析仪602可确定所测量的验证超声信号412s与参考验证超声信号匹配。参考验证超声信号412可由存储器612维持，并且处理器610可进行两者的比较以确定匹配。例如，当所测量的验证超声信号412s和参考验证超声信号相差小于阈值量(例如，基于作为时间函数的强度)时，可识别匹配。在这种情况下，分析仪602可被构造成在操作716中输出表示对所测量的检查超声信号410s的验证的第一通知信号602s。相反，在所测量的验证超声信号412s和参考验证超声信号相差大于或等于阈值量(例如，基于作为时间函数的强度)的情况下，分析仪602可被构造成在操作716中输出表示所测量的检查超声信号410s的无效的第二通知信号602′。

第一通知信号602s和第二通知信号602s′可由通告器604接收。通告器604可被构造成响应于接收到第一通知信号602s而通告表示检查超声信号410s的验证的第一通告(例如，音频、视频、文本等)。通告器604可被构造成响应于接收到第二通知信号602s′而通告表示检查超声信号410s的无效的第二通告(例如，音频、视频、文本等)。

作为非限制性示例，本文所述的方法、系统和装置的示例性技术效果包括集成超声测试和超声耦接验证。在一个方面，可为矩阵阵列超声探头中的每一个提供超声耦接验证。即，与现有超声测试系统不同，可直接测量每个矩阵超声探头和列车车轮之间的超声耦接，而不是基于来自其他超声探头的测量来假设。该直接验证可确保恰当地解释超声测试结果。在另一方面，在超声测试系统中使用矩阵阵列超声探头可使由于错误地解释超声测试结果而遗漏缺陷的风险基本上降到最低。在又一方面，可提供改进的超声测试系统，其中所有超声探头均用于检测缺陷。这与现有超声测试系统形成对比，在现有超声测试系统中，一些探头(例如，验证超声探头)仅用于耦接验证而非缺陷检测。经构造用于不同功能的探头的缺失可降低超声测试的复杂性和成本。

本文所述的主题可在模拟电子电路、数字电子电路和/或计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构装置和其结构等同物)或它们的组合中实现。本文所述的主题可被实现为一个或多个计算机程序产品，诸如有形地体现在信息载体中(例如，体现在机器可读存储装置中)、或体现在传播的信号中，以用于由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多台计算机)执行或控制该数据处理设备的操作的一个或多个计算机程序。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)可以任何形式的编程语言(包括编译语言或解释语言)编写，并且它可以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、部件、子例程或适用于计算环境中的其他单元部署。计算机程序不一定对应于文件。程序可存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中，存储在专用于所考虑的程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一台计算机上或在多台计算机上执行，该多台计算机位于一个站点处或跨多个站点分布并且由通信网络互连。

本说明书中所述的过程和逻辑流程，包括本文所述主题的方法步骤，可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行本文所述主题的功能。该过程和逻辑流程还可由专用逻辑电路(例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路))来执行，并且本文所述主题的设备可被实现为专用逻辑电路(例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路))。

以举例的方式，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及一个或多个用于存储指令和数据的存储器装置。一般来说，计算机还将包括一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作地耦接以从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或者/并且将数据传送至一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)。适于体现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，包括(以举例的方式)半导体存储器装置(例如，eprom、eeprom和闪速存储器装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动盘)；磁光盘；和光盘(例如，cd和dvd盘)。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或者并入专用逻辑电路中。

为了提供与用户的交互，本文所述的主题可在具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或lcd(液晶显示器)监视器)以及键盘和指向装置(例如，鼠标或跟踪球)的计算机上实现，用户可通过该键盘和指向装置向计算机提供输入。还可使用其他种类的装置来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可为任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)，并且可以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。

本文所述的技术可使用一个或多个模块来实现。如本文所用，术语“模块”是指计算软件、固件、硬件和/或它们的各种组合。然而，在最低程度上，模块不应被解释为未在硬件、固件上实现或记录在非暂态处理器可读存储介质上的软件(即，模块本身不为软件)。实际上，“模块”将被解释为始终包括至少一些物理的非暂态硬件，诸如处理器或计算机的一部分。两个不同的模块可共享相同的物理硬件(例如，两个不同的模块可使用相同的处理器和网络接口)。本文所述的模块可被组合、集成、分开和/或复制以支持各种应用。另外，代替在特定模块处执行的功能或除在特定模块处执行的功能之外，本文描述为在特定模块处执行的功能可在一个或多个其他模块处和/或由一个或多个其他装置执行。此外，模块可相对于彼此本地或远程地跨越多个装置和/或其他部件来实现。另外，模块可从一个装置移动并添加至另一个装置，以及/或者可包括在两个装置中。

本文所述的主题可在计算系统中实现，该计算系统包括后端部件(例如，数据服务器)、中间件部件(例如，应用服务器)或前端部件(例如，具有图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机，用户可通过该图形用户界面或网络浏览器与本文所述主题的实施方式进行交互)，或此类后端部件、中间件部件和前端部件的任何组合。系统的部件可通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“lan”)和广域网(“wan”)，例如互联网。

描述了某些示例性实施方案，以提供对本文所公开的系统、装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的概述。这些实施方案的一个或多个示例在附图中示出。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。此类修改和变型旨在包括在本发明的范围内。此外，在本公开中，实施方案的相似命名的部件通常具有类似的特征，因此在具体实施方案内，不一定完全阐述每个相似命名的部件的每个特征。

如本文在整个说明书和权利要求书中所用的，近似语言可用于修饰任何定量表示，所述定量表示可有所不同但不导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语诸如“约”、“大约”和“基本上”修饰的值不应限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可组合和/或互换，除非上下文或语言另外指明，否则此类范围被识别并包括其中所包含的所有子范围。

基于上述实施方案，本领域技术人员将了解本发明的其他特征和优点。因此，本申请不受已具体示出和描述的内容的限制。本文所引用的所有出版物和参考文献均明确地全文以引用方式并入。