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申请/专利权人：中国计量大学

摘要：本发明涉及超声检测技术领域，尤其涉及一种基于环形统计矢量成像的齿轮套圈缺陷检测装置及方法，该装置包括：测量装置、相控阵控制器、128阵元超声换能器、采集装置和计算机，128阵元超声换能器固定在待测齿轮套圈表面上，换能器通过一发多收的方式得到二维全矩阵数据。针对套圈缺陷成像存在较多伪影、分辨率较低的问题，本发明提出在半扩散角约束下具有全自动提取齿轮套图像细小缺陷边缘，自动选取最合适的半扩散角，以达到图像信噪比最大的功能。结合对齿轮套圈表面进行成像，基于该装置可在超声成像算法技术中有效解决金属缺陷定位和无损检测的问题。

主权项：1.一种基于环形统计矢量成像的齿轮套圈缺陷检测装置及方法，装置包括：128阵元超声相控阵换能器、待检测齿轮套圈、相控阵发射与采集控制器以及计算机，齿轮套圈缺陷检测流程，其特征在于：128阵元超声相控换能器连接至计算机，计算机通过控制相控阵发射与采集模块向待检测齿轮套圈发射超声波并采集回波信号，采集到的回波信号传输入计算机内部进行后续计算。具体的步骤如下：步骤一：在搭建该检测装置后进行实验，其中，实验所用阵列换能器为128个阵元，中心频率为f＝7.5MHz，单个阵元的宽度为width＝0.3mm，相邻两阵元的中心距离为pitch＝0.3mm，以线阵列换能器阵元所在方向为x轴，以超声信号传播方向为z轴建立成像区域的二维直角坐标系，按照自定义的分辨率将成像区域进行网格划分；步骤二：设置初始的发射、接收阵元坐标和半扩散角值，在单个虚拟聚焦点位置上，改变发射、接收阵元位置。在换能器一发一收的过程中，计算发射、接收阵元与法线之间的夹角，即发射波束角θ和接收波束角根据半扩散角的定义，有效的声波路径需满足发射波束角θ和接收波束角都小于半扩散角，而大于半扩散角的收发路径是无效的，需剔除；步骤三：利用环形统计矢量算法将所路径对应的幅值叠加到虚拟聚焦点上，直到所有虚拟聚焦点遍历结束，此时会得到在某一具体的半扩散角约束下的权重矩阵，将此权重矩阵乘以全聚焦幅值矩阵，即可得到齿轮套圈在某一半扩散角约束下的环形统计矢量成像图，再用Canny算子自动提取齿轮套图像细小裂缝边缘，计算包含缺陷信息的局部区域信噪比；步骤四：改变半扩散角，半扩散角每步进一个步长默认1°，做一遍上述流程。可以得到所有半扩散角约束下缺陷信息的局部区域信噪比，系统可以自动判断当局部区域信噪比取得最佳时所对应的半扩散角，将此时的半扩散角命名为信噪比最优半扩散角。

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百度查询： 中国计量大学 一种基于环形统计矢量成像的齿轮套圈缺陷检测装置及方法