CN114594157B - 聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法及装置，属于管接头检测技术领域。该方法包括：利用超声相控阵对管外壁进行周向旋转扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的新的电阻丝B扫描图像；由扫描距离进一步获取电阻丝B扫描侧视重建图像；建立多个电阻丝B扫描侧视重建图像的三维模型并与标准电阻丝的三维模型进行比较，得到整体检测结果。该方法能够针对管体内同一位置的电阻丝进行不同角度及不同聚焦深度的扫描，有效避免钢骨架与打孔钢板对电阻丝遮挡造成的盲区影响，同时通过建立三维电阻丝模型，能够对电阻丝缺陷位置进行准确定位，更加直观有效的检测电阻丝。
Description
技术领域
本发明实施例涉及管接头检测技术领域，特别涉及一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法及装置。
背景技术
聚乙烯钢骨架管具有质轻价廉、耐腐蚀、可焊接等有优点，已经逐步取代钢管被广泛应用于管道工程领域。电熔焊接是聚乙烯管道的主要连接方式之一，由于焊接工艺的影响，导致电熔接头出现未熔合、金属丝错位、夹杂和空洞等缺陷，给管道的使用带来安全隐患。
目前，对于聚乙烯钢骨架管电熔接头的检测，是以检测出管体接头处内部的电阻丝排列情况来判断该聚乙烯钢骨架管电熔接头的焊接质量。其原理是从管体接头的横截面上看，标准的电阻丝按照标准圆周线排列，而接头存在缺陷的电阻丝会偏离标准圆周线。相关技术中，采用相控阵多角度线扫融合成像技术，设置三个线扫参数通道模式，在相控阵线性阵列探头不移动的前提下进行连续切换，得到三个线扫参数通道模式下的B扫图像以及相应的A扫波形信号，然后选择同一空间位置上波幅最大的信号作为该空间位置的声压幅值响应，以形成新的B扫图像，实现了一次性超声检测成像检测电阻丝缺陷。
但针对聚乙烯钢骨架管电熔接头，接头处的电阻丝位于外侧的打孔钢板与内侧的钢骨架之间。由于打孔钢板与钢骨架结构对于声束的传播有很强的结构干扰反射，导致目前检测方法的检测盲区极大、电阻丝缺陷难以检出。此外，常规相控阵检测对聚乙烯钢骨架管接头连续扫查检测时所呈现的图谱视角相当于将管道延管道轴线切开后平铺成平板的视图模式，该视图只能对单一截面的电阻丝位置进行检测判断，电阻丝具有一定长度，对于电阻丝缺陷的管道周向定位的误差较大，因此电阻丝在管接头内部的整体位置难以判断，并且不能够直观的观察管接头内部缺陷的整体位置，评判图谱难度较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法及装置，可以解决上述问题。所述技术方案如下：
一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法，该方法包括：
利用超声相控阵对所述聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁进行周向旋转扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离；
基于所述不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号，获取所述每个扫描位置新的电阻丝B扫描图像；
基于所述扫描距离与接头套管外径，将所有扫描位置的新的电阻丝B扫描图像进行侧视重建，获取电阻丝B扫描侧视重建图像；
沿所述聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁轴向移动相控阵探头一定距离，重复上述步骤，得到多个电阻丝B扫描侧视重建图像；
建立所述多个电阻丝B扫描侧视重建图像的三维模型，根据所述三维模型与标准电阻丝的三维模型的重合度，得到所述聚乙烯钢骨架管电熔接头的整体检测结果。
在一种可能的实现方式中，所述利用超声相控阵对聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁进行周向旋转扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离，包括：
根据所述聚乙烯钢骨架管电熔接头套管的壁厚及管体直径选取合适参数的相控阵探头，将所述相控阵探头与匹配的超声相控阵检测仪器连接，所述相控阵检测仪器设置有多个线性扫描参数设置通道和接头套管外径；
将所述相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周，进行扫描，获取所述每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离。
在一种可能的实现方式中，所述扫描距离为相控阵探头在每个扫描位置沿管体外壁周向转动的距离，所述扫描距离由编码器读取得到，所述编码器可以是相控阵探头的内置编码器，也可以是与所述相控阵探头外接的编码器。
在一种可能的实现方式中，在所述相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周的移动过程中，保持所述相控阵探头晶片组线性排列的方向与管体的轴向平行。
在一种可能的实现方式中，在所述扫描过程中，针对同一个扫描位置，所述相控阵探头在不同的线性扫描参数设置通道之间进行切换。
在一种可能的实现方式中，所述基于不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号，获取每个扫描位置新的电阻丝B扫描图像，包括：
将所述得到的扫描位置在不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号传输至计算机；
所述计算机获取所述不同的线性扫描参数设置通道的设置参数计算B扫描图像以及相应的A扫描波形信号所覆盖的检测区域的空间范围，针对同一空间位置上的多个波幅信号选取最大波幅信号作为所述位置的声压幅值响应，以此类推形成新的检测声场，根据所述新的检测声场的检测结果叠加整合处理后得到新的电阻丝B扫描图像；
所述计算机将所述新的电阻丝B扫描图像传输至显示器进行显示。
其中，所述基于扫描距离与接头套管外径，将所有扫描位置的新的电阻丝B扫描图像进行侧视重建，获取电阻丝B扫描侧视重建图像，包括：
将所述每一个扫描位置的新的电阻丝B扫描图像在管道圆周各自空间位置上进行图像重建，形成整个管道沿周向的电阻丝B扫描侧视重建图像；
基于所述侧视重建的结果与接头套管外径进行等比换算以得到长度误差最小的电阻丝B扫描侧视重建图像。
在一种可能的实现方式中，所述相控阵探头每次轴向移动时，保持探头的初始位置相同。
在一种可能的实现方式中，所述多个电阻丝B扫描侧视重建图像建立三维模型的方法与建立所述标准电阻丝三维模型的方法相同，所述标准电阻丝三维模型是根据聚乙烯钢骨架管电熔接头的标准材质、标准管径、标准壁厚、标准电阻丝直径、标准电阻丝间距和无电阻丝区域距离建立的。
一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测装置，该装置包括：
扫描检测单元，用于利用所述超声相控阵对所述聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁进行周向旋转扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离；
图像处理单元，用于基于所述不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号，获取所述每个扫描位置新的电阻丝B扫描图像；还用于基于所述扫描距离与接头套管外径，将所有扫描位置的新的电阻丝B扫描图像进行侧视重建，获取电阻丝B扫描侧视重建图像；
三维建模单元，用于建立所述多个电阻丝B扫描侧视重建图像的三维模型，基于所述三维模型与标准电阻丝的三维模型的重合度，得到聚乙烯钢骨架管电熔接头的整体检测结果。
在一种可能的实现方式中，扫描检测单元用于根据所述聚乙烯钢骨架管电熔接头套管的壁厚及管体直径选取合适参数的相控阵探头，将所述相控阵探头与匹配的超声相控阵检测仪器连接，所述相控阵检测仪器设置有多个线性扫描参数设置通道和接头套管外径；将所述相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周，进行扫描，获取所述每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离。
可选地，所述扫描距离为所述相控阵探头在每个扫描位置沿管体外壁周向转动的距离，所述扫描距离由编码器读取得到，所述编码器是所述相控阵探头的内置编码器，或者是与所述相控阵探头外接的编码器。
可选地，在所述相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周的移动过程中，保持所述相控阵探头晶片组线性排列的方向与管体的轴向平行。
可选地，在所述扫描过程中，针对同一个扫描位置，所述相控阵探头在不同的线性扫描参数设置通道之间进行切换。
在一种可能的实现方式中，图像处理单元用于将所述得到的扫描位置在不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号传输至计算机；所述计算机获取不同的线性扫描参数设置通道的设置参数计算B扫描图像以及相应的A扫描波形信号所覆盖的检测区域的空间范围，针对同一空间位置上的多个波幅信号选取最大波幅信号作为所述位置的声压幅值响应，以此类推形成新的检测声场，根据所述新的检测声场的检测结果处理后得到新的电阻丝B扫描图像；所述计算机将所述新的电阻丝B扫描图像传输至显示器进行显示。
在一种可能的实现方式中，图像处理单元还用于将所述每一个扫描位置的新的电阻丝B扫描图像在管道圆周各自空间位置上进行图像重建，形成整个管道沿周向的电阻丝B扫描侧视重建图像；基于所述侧视重建的结果与接头套管外径进行等比换算以得到长度误差最小的电阻丝B扫描侧视重建图像。
可选地，所述相控阵探头每次轴向移动时，保持探头的初始位置相同。
在一种可能的实现方式中，三维建模单元对于所述多个电阻丝B扫描侧视重建图像建立三维模型的方法与建立所述标准电阻丝三维模型的方法相同，所述标准电阻丝三维模型是根据聚乙烯钢骨架管电熔接头的标准材质、标准管径、标准壁厚、标准电阻丝直径、标准电阻丝间距和无电阻丝区域距离建立的。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过建立若干相互独立的线性扫描参数设置通道，对相控阵探头设置不同的扫描角度和聚焦深度，在相控阵探头沿管体外侧进行周向移动扫描时，快速切换不同的线性扫描参数设置通道，进而实现针对管体内同一位置的电阻丝进行不同角度及不同聚焦深度的扫描，有效的避免了钢骨架与打孔钢板对电阻丝遮挡造成的盲区影响。
通过将相控阵探头扫描得出的B扫描图像和A扫描波形信号进行融合后得到新的电阻丝B扫描图像，然后根据新的电阻丝B扫描图像和相控阵探头沿周向的扫描距离建立整个管体内部的电阻丝B扫描侧视重建图像，然后将电阻丝B扫描侧视重建图像与标准电阻丝侧视图像进行比对，即可准确定位发生错位的缺陷电阻丝位置。
通过建立标准的三维电阻丝模型，将多个位置的电阻丝检测结果与标准模型进行对比，可以得出电阻丝在管接头内部的整体位置，更加直观有效的检测电阻丝是否有缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种正常排列的电阻丝的B扫描图像；
图3是本发明实施例提供的一种错位排列的电阻丝的B扫描图像；
图4是本发明实施例提供的一种正常排列的电阻的B扫描侧视重建图像；
图5是本发明实施例提供的一种错位排列的电阻丝的B扫描侧视重建图像；
图6是本发明实施例提供的一种管体整体周向标准电阻丝的侧视图像；
图7是本发明实施例提供的一种管体整体周向电阻丝的B扫描侧视重建图像；
图8是本发明实施例提供的一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测装置的结构示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作可选地详细描述。
本发明实施例提供了一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法，如图1所示，该方法包括：
步骤S1、利用超声相控阵对聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁进行周向旋转扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离。
其中，每个扫描位置的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离的数量相同，其数量等于线性扫描参数设置通道的数量，所有扫描位置相连接即为接头套管外壁一周的距离。
超声相控阵是一种通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位延时控制，获得灵活可控的合成波束以实现动态聚焦和高速扫查的检测技术。其关键是相控阵超声波探头由多个小的晶片按照一定的序列组成，检测时，按照预定的规则和时序对探头中的一组或全部晶片分别进行激活，即在不同的时间内相继激发探头中的多个晶片，每个激活晶片发射的超声波束互相干涉形成新的波束，新的波束的角度、焦距、焦点尺寸等均可根据检测需要予以改变。
可选地，在步骤S1中，利用超声相控阵对聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁进行周向旋转扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离，包括步骤S101到步骤S103。
步骤S101、根据聚乙烯钢骨架管电熔接头套管的壁厚及管体直径选取合适参数的相控阵探头。
其中，相控阵探头阵列形式包括线形、矩阵形、环形和扇形，不同的阵列排布方式将会产生不同的声场特性。目前应用最多的为线形形式，其特点是能在相控阵的轴平面实现声束偏转和轴向聚焦。
示例性地，聚乙烯钢骨架管电熔接头套管的壁厚及管体直径选取合适参数的相控阵探头，包括：套管的壁厚越厚，选择相控阵探头的发射频率尽量低、晶片一次激发孔径尽量大，此时相控阵探头的穿透能力更好，但分辨率相应降低；套管的管体直径用来检测与相控阵探头的耦合效果。
步骤S102、将选取的相控阵探头与匹配的超声相控阵检测仪器连接，相控阵检测仪器设置有多个线性扫描参数设置通道和接头套管外径。
其中，相控阵检测仪器至少具有A、B、C三种扫描模式，A扫描视图为扫描波形信号，X轴为超声轴，Y轴为波幅，B扫描视图为侧视图，X轴为扫描轴，Y轴为超声轴，C扫描视图为俯视图，X轴为扫描轴，Y轴为索引轴；且相控阵检测仪器上设置有若干相互独立的线性扫描参数设置通道，可以分别设置不同扫描角度及聚焦深度的检测技术参数。
可选地，通过线性扫描参数设置通道设置相控阵探头的聚焦参数，聚焦参数包括扫描角度和聚焦深度。
步骤S103、将相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周，进行扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离。
其中，当设置超声相控阵检测仪器为B扫模式时，获取扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的B扫描图像；当设置超声相控阵检测仪器为A扫模式时，获取扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的A扫描波形信号。
可选地，在扫描过程中，通过编码器读取相控阵探头沿管体的外壁周向转动的扫描距离。其中，编码器可以是相控阵探头的内置编码器，也可以是与相控阵探头外接的编码器。
可选地，针对同一个扫描位置，相控阵探头在不同的线性扫描参数设置通道之间往复快速切换。通过快速切换不同的线性扫描参数设置通道，进而实现针对管体内同一位置的电阻丝进行不同角度及不同聚焦深度的扫描，进而有效避免钢骨架与打孔钢板对电阻丝遮挡造成的盲区影响。
可选地，不同的线性扫描参数设置通道设置为三个，分别为垂直线扫模式、预设角度的线扫模式和与该预设角度偏转方向相反的线扫模式。其中，预设角度根据聚乙烯钢骨管架电熔接头管体的密度确定。
可选地，在相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周的移动过程中，保持相控阵探头晶片组线性排列的方向与管体的轴向平行，使得不同位置的B扫描图像呈现的为同一水平面的电阻丝，进而使得能够基于B扫描图像与套管外径进行侧视重建；保持移动相控阵探头的速度尽量缓慢，使得相控阵探头在经过一根电阻丝且到下一根电阻丝之前有足够的时间使线性扫查通道完成切换。其中，线性扫查通道的切换速度达到微秒级，因此线性扫查通道的切换能够针对同一位置的电阻丝完成切换并达到微秒级的检测精度。
可选地，图2为一个扫描位置正常排列的电阻丝的B扫描图像；图3为一个扫描位置的错位排列的电阻丝的B扫描图像。
步骤S2、基于得到的不同线性扫描参数设置通道下相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号，获取每个扫描位置新的电阻丝B扫描图像。
可选地，在步骤S2中，基于不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号，获取每个扫描位置新的电阻丝B扫描图像，包括：将得到的扫描位置在不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号传输至计算机；计算机获取不同的线性扫描参数设置通道的设置参数计算B扫描图像以及相应的A扫描波形信号所覆盖的检测区域的空间范围，针对同一空间位置上的多个波幅信号选取最大波幅信号作为当前位置的声压幅值响应，以此类推形成新的检测声场，根据新的检测声场的检测结果叠加整合处理后得到新的电阻丝B扫描图像；计算机将新的电阻丝B扫描图像传输至显示器进行显示。
示例性地，对于垂直、预设角度和与该预设角度偏转方向相反的3种不同线性扫描参数设置通道下，计算机获取一个扫描位置的3幅B扫描图像以及相应的A扫描波形信号，根据3幅图所覆盖的检测区域的空间范围，针对同一空间位置上的3个波幅信号选取最大波幅信号作为当前位置的声压幅值响应，以此类推形成新的检测声场，根据新的检测声场的3幅B扫描图像叠加整合处理后得到新的电阻丝B扫描图像，计算机将新的电阻丝B扫描图像传输至显示器进行显示。采用上述方法，获取每个位置的新的电阻丝B扫描图像。不同线性扫描参数设置通道代表不同角度及不同聚焦深度的扫描，有效的避免了钢骨架与打孔钢板对电阻丝遮挡造成的盲区影响。
步骤S3、基于接头套管外径与扫描距离，将所有扫描位置的新的电阻丝B扫描图像进行侧视重建，获取电阻丝B扫描侧视重建图像。
可选地，基于接头套管外径与扫描距离，将所有扫描位置的新的电阻丝B扫描图像进行侧视重建，获取电阻丝B扫描侧视重建图像，包括：将每一个扫描位置的新的电阻丝B扫描图像在管道圆周各自空间位置上进行图像重建，形成整个管道沿周向的电阻丝B扫描侧视重建图像；侧视重建的结果与接头套管外径进行等比换算以得到长度误差最小的电阻丝B扫描侧视重建图像。
示例性地，将每个扫描位置的新的电阻丝B扫描图像在管道圆周各自空间位置上以每个扫描距离单位进行拼接，形成整个管道沿周向的电阻丝B扫描侧视重建图像，再根据实际的接头套管外径，将重建后的图像进行等比换算以得到长度误差最小的电阻丝B扫描侧视重建图像。将电阻丝B扫描侧视重建图像与标准电阻丝侧视图像进行比对，即可准确定位发生错位的缺陷电阻丝位置。
可选地，图4为一个扫描位置正常排列的电阻丝的B扫描侧视重建图像；图5为一个扫描位置错位排列的电阻丝的B扫描侧视重建图像。
步骤S4、沿聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁轴向移动相控阵探头一定距离，重复上述步骤，得到多个电阻丝B扫描侧视重建图像。
在一种可能的实施方式中，控制相控阵探头沿聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁轴轴向移动一定距离，重复上述步骤S1-S3，得到又一个电阻丝B扫描侧视重建图像，重复移动相控阵探头n次，得到n+1个电阻丝B扫描侧视重建图像。其中，n为大于等于1的正整数。
可选地，相控阵探头每次轴向移动时，保持探头的初始位置相同，使得得到的B扫描侧视重建图像的方位关系相似，以便后续对各B扫描侧视重建图像的三维模型建立过程。
示例性地，若相控阵探头第一次轴向移动的初始位置为a点，第二次轴向移动的初始位置为b点，第三次轴向移动的初始位置为c点，那么，点a、b、c的所在直线应为与聚乙烯钢骨架管轴向相平行的直线。
可选地，图6为电熔接头管体整体周向标准电阻丝的侧视图像；图7为电熔接头管体整体周向电阻丝的B扫描侧视重建图像。
步骤S5、建立步骤4中得到的多个电阻丝B扫描侧视重建图像的三维模型，根据该三维模型与标准电阻丝的三维模型的重合度，得到聚乙烯钢骨架管电熔接头的整体检测结果。
其中，标准电阻丝的三维模型是根据聚乙烯钢骨架管电熔接头的标准材质、标准管径、标准壁厚、标准电阻丝直径、标准电阻丝间距、无电阻丝区域距离建立的。
可选地，建立三维模型的方式包括：多边形建模、参数化建模、逆向建模、曲面建模等。其中，多个电阻丝B扫描侧视重建图像建立三维模型的方法需与建立标准电阻丝三维模型的方法相同。
可选地，根据多个电阻丝B扫描侧视重建图像建立的三维模型与标准电阻丝三维模型的重合度，得到聚乙烯钢骨架管电熔接头的整体检测结果，包括：三维模模型中不重合的位置即为电阻丝存在缺陷的位置，通过三维模型上呈现的电熔接头电阻丝多处缺陷的检测结果，能够确认电熔接头中电阻丝的整体位置走向，能够较为直观的将电阻丝检测结果与三维模型中的标准电阻丝进行对比。
本发明实施例提供的聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法，通过相控阵探头沿管体外侧进行周向移动扫描的过程中，快速切换超声相控阵检测仪器的不同线性扫描参数设置通道，进而实现了对于管体内同一扫描位置的电阻丝进行不同角度及不同聚焦深度的扫描，有效的避免了钢骨架与打孔钢板对电阻丝遮挡造成的盲区影响；同时通过建立的多个B扫描侧视重建图像的三维模型与标准的三维电阻丝模型进行对比，能够呈现出电阻丝存在多处缺陷时的整体位置走向，更加直观有效的实现了检测电熔接头的电阻丝是否存在缺陷及缺陷的准确定位。
本发明实施例提供一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测装置20，如图8所示，该装置包括：
扫描检测单元21，用于利用超声相控阵对聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁进行周向旋转扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离；
图像处理单元22，用于基于不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号，获取每个扫描位置新的电阻丝B扫描图像；还用于基于扫描距离与接头套管外径，将所有扫描位置的新的电阻丝B扫描图像进行侧视重建，获取电阻丝B扫描侧视重建图像；
三维建模单元23，用于建立多个电阻丝B扫描侧视重建图像的三维模型，基于重建三维模型与标准电阻丝的三维模型的重合度，得到聚乙烯钢骨架管电熔接头的整体检测结果。
其中，扫描检测单元21用于：根据聚乙烯钢骨架管电熔接头套管的壁厚及管体直径选取合适参数的相控阵探头；将选取的相控阵探头与匹配的超声相控阵检测仪器连接，相控阵检测仪器设置有多个线性扫描参数设置通道和接头套管外径；将相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周，进行扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离。其中，针对同一个扫描位置，相控阵探头在不同的线性扫描参数设置通道之间往复快速切换。
可选地，扫描检测单元21还用于：将相控阵探头沿聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁轴向移动一定距离，重复上述步骤，得到又一个电阻丝B扫描侧视重建图像，重复移动相控阵探头n次，得到n+1个电阻丝B扫描侧视重建图像。其中，n为大于等于1的正整数。其中，相控阵探头每次轴向移动时，保持探头的初始位置相同。
可选地，扫描距离为相控阵探头在每个扫描位置沿管体外壁周向转动的距离。可选地，扫描距离是由编码器读取得到的，编码器可以是相控阵探头的内置编码器，也可以是与相控阵探头外接的编码器。
可选地，在相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周的移动过程中，保持相控阵探头晶片组线性排列的方向与管体的轴向平行；保持移动相控阵探头的速度尽量缓慢。
可选地，图像处理单元22用于：将得到的扫描位置在不同线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号传输至计算机；计算机获取不同的线性扫描参数设置通道的设置参数计算B扫描图像以及相应的A扫描波形信号所覆盖的检测区域的空间范围，针对同一空间位置上的多个波幅信号选取最大波幅信号作为该位置的声压幅值响应，以此类推形成新的检测声场，根据新的检测声场的检测结果进行叠加整合处理后得到新的电阻丝B扫描图像；计算机将新的电阻丝B扫描图像传输至显示器进行显示。
图像处理单元22还用于：将每一个扫描位置的新的电阻丝B扫描图像在管道圆周各自空间位置上进行图像重建，形成整个管道沿周向的电阻丝B扫描侧视重建图像；基于侧视重建的结果与接头套管外径进行等比换算以得到长度误差最小的电阻丝B扫描侧视重建图像。
可选地，在三维建模单元23中，多个电阻丝B扫描侧视重建图像建立三维模型的方法与建立标准电阻丝三维模型的方法相同，标准电阻丝三维模型是根据聚乙烯钢骨架管电熔接头的标准材质、标准管径、标准壁厚、标准电阻丝直径、标准电阻丝间距和无电阻丝区域距离建立的。
本发明实施例所提供的聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测装置，扫描检测单元21通过快速切换超声相控阵检测仪器的不同线性扫描参数设置通道，实现了对于管体内同一扫描位置的电阻丝进行不同角度及不同聚焦深度的扫描，有效的避免了钢骨架与打孔钢板对电阻丝遮挡造成的盲区影响；图像处理单元22通过获取每个扫描位置新的电阻丝B扫描图像，并将所有扫描位置的新的电阻丝B扫描图像进行侧视重建，能够对有效定位电阻丝缺陷所在位置；同时三维建模单元22通过多个B扫描侧视重建图像的三维模型与标准的三维电阻丝模型进行对比，能够呈现出电阻丝存在多处缺陷时的整体位置走向，更加直观有效的实现了检测电熔接头的电阻丝是否存在缺陷及缺陷的准确定位。
应理解的是，上述图8提供的装置在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条程序代码，该至少一条程序代码由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法。
可选地，上述计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-OnlyMemory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
在示例性实施例中，还提供了一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品中存储有至少一条计算机指令，该至少一条计算机指令由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法。
以上仅为本申请的说明性实施例，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测方法，其特征在于，所述方法包括：
根据聚乙烯钢骨架管电熔接头套管的壁厚及管体直径选取合适参数的相控阵探头，将所述相控阵探头与匹配的超声相控阵检测仪器连接，所述超声相控阵检测仪器设置有多个线性扫描参数设置通道和接头套管外径；
将所述相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周，进行扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离；
将所述每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号传输至计算机；
所述计算机获取所述不同的线性扫描参数设置通道的设置参数计算所述B扫描图像以及相应的A扫描波形信号所覆盖的检测区域的空间范围，针对同一空间位置上的多个波幅信号选取最大波幅信号作为所述同一空间位置的声压幅值响应，以此类推形成新的检测声场，根据所述新的检测声场的检测结果叠加整合处理后得到新的电阻丝B扫描图像；
所述计算机将所述新的电阻丝B扫描图像传输至显示器进行显示；
将所述每个扫描位置的新的电阻丝B扫描图像在管道圆周各自空间位置上以所述扫描距离为单位进行拼接，形成整个管道沿周向的电阻丝B扫描侧视重建图像；
基于所述侧视重建的结果与所述接头套管外径进行等比换算以得到长度误差最小的电阻丝B扫描侧视重建图像；
沿所述聚乙烯钢骨架管电熔接头套管外壁轴向移动所述相控阵探头一定距离，重复上述步骤，得到多个电阻丝B扫描侧视重建图像；
建立所述多个电阻丝B扫描侧视重建图像的三维模型，基于所述三维模型与标准电阻丝的三维模型的重合度，得到所述聚乙烯钢骨架管电熔接头的整体检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描距离为所述相控阵探头在所述每个扫描位置沿管体外壁周向转动的距离，所述扫描距离由编码器读取得到，所述编码器是所述相控阵探头的内置编码器，或者是与所述相控阵探头外接的编码器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周的移动过程中，保持所述相控阵探头晶片组线性排列的方向与所述管体的轴向平行。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在所述扫描过程中，针对同一个扫描位置，所述相控阵探头在所述不同的线性扫描参数设置通道之间进行切换。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述相控阵探头每次轴向移动时，保持探头的初始位置相同。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述多个电阻丝B扫描侧视重建图像建立三维模型的方法与建立所述标准电阻丝三维模型的方法相同，所述标准电阻丝三维模型是根据所述聚乙烯钢骨架管电熔接头的标准材质、标准管径、标准壁厚、标准电阻丝直径、标准电阻丝间距和无电阻丝区域距离建立的。
7.一种聚乙烯钢骨架管电熔接头的超声检测装置，其特征在于，所述装置包括：
扫描检测单元，用于根据聚乙烯钢骨架管电熔接头套管的壁厚及管体直径选取合适参数的相控阵探头，将所述相控阵探头与匹配的超声相控阵检测仪器连接，所述超声相控阵检测仪器设置有多个线性扫描参数设置通道和接头套管外径；将所述相控阵探头紧贴管体的外壁并沿周向绕着管道旋转一周，进行扫描，获取每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号和扫描距离；
图像处理单元，用于将所述每个扫描位置在不同的线性扫描参数设置通道下的相互对应的B扫描图像、A扫描波形信号传输至计算机；所述计算机获取所述不同的线性扫描参数设置通道的设置参数计算所述B扫描图像以及相应的A扫描波形信号所覆盖的检测区域的空间范围，针对同一空间位置上的多个波幅信号选取最大波幅信号作为所述同一空间位置的声压幅值响应，以此类推形成新的检测声场，根据所述新的检测声场的检测结果叠加整合处理后得到新的电阻丝B扫描图像；所述计算机将所述新的电阻丝B扫描图像传输至显示器进行显示；还用于将所述每个扫描位置的新的电阻丝B扫描图像在管道圆周各自空间位置上以所述扫描距离为单位进行拼接，形成整个管道沿周向的电阻丝B扫描侧视重建图像；基于侧视重建的结果与所述接头套管外径进行等比换算以得到长度误差最小的电阻丝B扫描侧视重建图像；
三维建模单元，用于建立所述多个电阻丝B扫描侧视重建图像的三维模型，基于所述三维模型与标准电阻丝的三维模型的重合度，得到所述聚乙烯钢骨架管电熔接头的整体检测结果。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103969335A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-08-06 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种焊缝侧壁未熔合自动超声成像与可视化方法 |
| CN105259252A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-20 | 浙江大学 | 超声相控阵检测聚乙烯电熔接头缺陷类型自动识别方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103969335A (zh) * | 2013-06-27 | 2014-08-06 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种焊缝侧壁未熔合自动超声成像与可视化方法 |
| CN105259252A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-20 | 浙江大学 | 超声相控阵检测聚乙烯电熔接头缺陷类型自动识别方法 |
| CN110609083A (zh) * | 2018-06-15 | 2019-12-24 | 天津工业大学 | 基于超声相控阵的薄板三维机织层合板复合材料试件内部缺陷检测方法 |
| CN109975410A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-07-05 | 浙江大学 | 一种塑料管道热熔对接接头超声相控阵检测扫查方式 |
| RU2723368C1 (ru) * | 2019-11-21 | 2020-06-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Способ ультразвукового контроля дефектности металлического изделия |
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