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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107576729A(43)申请公布日2018.01.12(21)申请号201710839433.X(22)申请日2017.09.15(71)申请人南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司地址210031江苏省南京市高新技术开发区泰山园区浦珠北路68号(72)发明人薛海峰戴忠晨姜庆超付宁宁葛怀普(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.G01N29/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统,包括焊缝缺陷实时检测模块、图像处理模块、缺陷信息显示模块。本发明还提出基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统的方法,包括如下步骤:所述焊缝缺陷实时检测模块在检测过程通过超声相控阵探头平行于焊缝方向匀速移动,实时接收铝合金车体搅拌摩擦焊焊缝中的缺陷回波信号形成的图像,并将图像传输给所述图像处理模块;所述图像处理模块接收来自所述焊缝缺陷实时检测模块的图像实时提取缺陷尺寸和位置信息,并对铝合金搅拌摩擦焊缺陷深度定位和定量分析获得信号特征值和信号标尺,并将信号特征值和信号标尺传输给所述缺陷信息显示模块;所述缺陷信息显示模块接收来自所述图像处理模块的信号特征值和信号标尺进行标定,得到缺陷的深度和CN107576729A缺陷尺寸。CN107576729A权利要求书1/2页1.基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统,其特征在于,包括焊缝缺陷实时检测模块、图像处理模块、缺陷信息显示模块,所述焊缝缺陷实时检测模块的输出端与所述图像处理模块的输入端相连接,所述图像处理模块的输出端与所述缺陷信息显示模块的输入端相连接。2.根据权利要求1所述的基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统,其特征在于,所述焊缝缺陷实时检测模块在检测过程通过超声相控阵探头平行于焊缝方向匀速移动,实时接收铝合金车体搅拌摩擦焊焊缝中的缺陷回波信号形成的图像,并将图像传输给所述图像处理模块;所述图像处理模块接收来自所述焊缝缺陷实时检测模块的图像实时提取缺陷尺寸和位置信息,并对铝合金搅拌摩擦焊缺陷深度定位和定量分析获得信号特征值和信号标尺,并将信号特征值和信号标尺传输给所述缺陷信息显示模块;所述缺陷信息显示模块接收来自所述图像处理模块的信号特征值和信号标尺进行标定,得到缺陷的深度和缺陷尺寸。3.采用权利要求1所述的基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤SS1:所述焊缝缺陷实时检测模块在检测过程通过超声相控阵探头平行于焊缝方向匀速移动,实时接收铝合金车体搅拌摩擦焊焊缝中的缺陷回波信号形成的图像,并将图像传输给所述图像处理模块;步骤SS2:所述图像处理模块接收来自所述焊缝缺陷实时检测模块的图像实时提取缺陷尺寸和位置信息,并对铝合金搅拌摩擦焊缺陷深度定位和定量分析获得信号特征值和信号标尺,并将信号特征值和信号标尺传输给所述缺陷信息显示模块;步骤SS3:所述缺陷信息显示模块接收来自所述图像处理模块的信号特征值和信号标尺进行标定,得到缺陷的深度和缺陷尺寸。4.根据权利要求3所述的基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统的方法,其特征在于,所述步骤SS1具体包括如下步骤:步骤SS11:对铝合金搅拌摩擦焊搭接接头,使用机加工将焊接过程中接头表面产生的飞边、弧纹去除,使焊接接头两面保持光滑平整;步骤SS12:将超声相控阵探头放置在焊接接头的一侧表面,超声相控阵探头端面与试验件表面成平行关系,对焊缝分别进行A扫描和S扫描;步骤SS13:所述步骤SS12中进行A扫描的超声相控阵仪设置的关键参数为:探头频率5MHz~10MHz,耦合方式采用局部水浸,声束偏转角度45°,聚焦深度为搭接板厚;使整个搭接焊缝的厚度被超声波全覆盖,避免检测盲区,保存A扫描图像;步骤SS14:所述步骤SS12中进行S扫描的超声相控阵仪设置的关键参数为:探头频率5MHz~10MHz,耦合方式采用局部水浸,声束偏转角度30°~70°,聚焦深度为搭接板厚,扫查方式跨焊缝锯齿形扫查,使整个搭接焊缝的厚度被超声波全覆盖,避免检测盲区,保存S扫描图像。5.根据权利要求3所述的基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统的方法,其特征在于,所述步骤SS2具体包括如下步骤:步骤SS21:图像读取:通过编程获取A扫描视图和S扫描视图,A扫描视图包含A扫描图像、闸门、A扫描信号标尺;S扫描图像包含S扫描图像、闸门、S扫描信号标尺;2CN107576729A权利要求书2/2页步骤SS22:区域划分:对A扫描视图和S扫描视图进行感兴趣目标区域划分,分别