CN118817840B - 基于超声波技术的金属铸件快速检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波检测技术领域，具体涉及一种基于超声波技术的金属铸件快速检测装置及方法，包括使用超声探伤仪对若干个检测点位进行初步检测分析得到异常点位；在对异常点位附近区域进行二次检测分析得到缺陷区域；根据每个缺陷区域对应的超声波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型；根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果。在本发明针对分析缺陷区域内反射波位置关系以及幅值关系确认其是否属于金属铸件自身结构带来的影响，有效提升了超声波检测在金属铸件缺陷检测中的准确率，为金属铸件的质量评定通过了坚实的基础。

Description

基于超声波技术的金属铸件快速检测装置及方法

技术领域

本发明涉及超声波检测技术领域，具体涉及一种基于超声波技术的金属铸件快速检测装置及方法。

背景技术

金属铸件在生产过程中，无法确保每一个环节都是理想状态。因此，在实际生产过程中，不可避免地会出现缺陷问题，如气孔以及裂纹等。若是位于金属铸件表面的缺陷，可以快速被发现，但金属铸件内部的缺陷无法通过图像识别进行检测。

超声波检测是一种无损检测方法，使用超声波探伤仪的探头紧贴在金属铸件表面，向金属铸件内部发出超声波。超声波在金属内部传播时，若遇到金属缺陷，如孔洞、夹杂等缺陷时，会发生反射返回到探头。然后在超声波探伤仪显示屏内显示出超声波在金属铸件内部的传播情况。但是由于部分金属铸件会根据模型图留存较小的孔洞，在进行超声波检测时，容易将一部分较小的孔洞当作金属铸件缺陷。但是根据反射波是无法直接分辨其是金属铸件留存孔洞还是金属铸件内部存在的缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于超声波技术的金属铸件快速检测装置及方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种基于超声波技术的金属铸件快速检测方法，所述方法包括：使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，所述初步检测的结果中包括每个所述检测点位对应的超声波数据，所述异常点位为超声波数据中存在异常的检测点位；使用超声探伤仪分别对金属铸件的每组测量单元格进行二次检测分析得到缺陷区域，一组所述测量单元格由预设划分规则对一个异常点位所在区域进行划分得到，所述缺陷区域内相邻的两测量单元格之间存在相关性，所述相关性由超声波内反射波对应的时刻和幅值计算得到；根据每个缺陷区域对应的超声波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型；根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，包括：使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行测量，得到每个检测点位对应的超声波数据；分别对每个所述检测点位对应的超声波数据进行波形数据提取，得到每个超声波数据内包含的至少两种超声波波形；根据预设的波形数据在所有所述超声波波形中确认，得到每个超声波数据中的原始脉冲；将所述原始脉冲的记录时刻与其他波形数据的记录时刻进行对比，得到该检测点位是否为异常点位，所述异常点位对应的超声波数据包括原始脉冲、第一反射波和底面反射波，所述第一反射波对应的记录时刻大于原始脉冲，底面反射波对应的记录时刻大于第一反射波。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，使用超声探伤仪分别对金属铸件的每组测量单元格进行二次检测分析得到缺陷区域，包括：以初始测量单元格为中心分别对相邻测量单元格组进行测量分析，得到若干个缺陷相关性参数，初始测量单元格为异常点位所在的单元格，所述相邻测量单元格组为初始测量单元格相邻的测量单元格，每个缺陷相关性参数均由预设的相关性参数计算式、初始测量单元格和相邻测量单元格组中一个测量单元格对应的超声波数据计算得到；基于预设的缺陷阈值和所有所述缺陷相关性参数的大小关系判断分析，得到缺陷区域。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，预设的所述缺陷阈值为0.3。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，根据每个缺陷区域对应的超声波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型，包括：对一个缺陷区域内测量的单元格进行分组，得到若干个单元组，所述单元组内包括三个测量单元格分别为第一单元格、第二单元格和第三单元格，所述第二单元格分别与所述第一单元格和第三单元格相邻；基于预设的相关性参数计算式和每个所述单元组对应的超声波数据计算，得到每个所述单元组对应的缺陷相关性参数集，所述缺陷相关性参数集包括第二单元格与所述第一单元格的缺陷相关性参数以及第二单元格与所述第三单元格的缺陷相关性参数；基于超声波的波速和测量单元格对应的超声波数据计算，得到每个测量单元格对应的深度；基于每个测量单元格对应的深度计算，得到每份所述单元组对应的线段向量集，线段向量集包括第二单元格到所述第一单元格的深度向量以及第二单元格到所述第三单元格的深度向量；基于预设的平整系数计算式、每个所述单元组对应的线段向量集和缺陷相关性参数集计算得到每个所述单元组对应的平整系数；基于预设的平整阈值和每个所述单元组对应的平整系数判断，得到每个缺陷区域的缺陷类型。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，基于预设的平整阈值和每组所述单元组对应的平整系数判断，得到每缺陷区域的缺陷类型，包括：分别计算每个平整系数与1之差的绝对值，记作差异值；统计所有所述差异值中小于预设的所述平整阈值的数量，记为第一数值；判断所述第一数值是否等于单元组的总数，若是，则缺陷类型为自身结构，若否，则缺陷类型为结构缺陷。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，预设的所述平整阈值为0.1。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述缺陷类型包括结构缺陷，根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果，包括：统计所有缺陷类型为结构缺陷的缺陷区域数量，记作小缺陷数量；获取表面缺陷的数量；计算表面缺陷的数量和小缺陷数量的和，记作缺陷总数；基于表面缺陷的数量和缺陷总数计算，得到表面缺陷占比；当所述表面缺陷占比和缺陷总数满足第一逻辑条件时，所述金属铸件的质量为差，第一逻辑条件包括所述表面缺陷占比大于或等于三分之二以及缺陷总数大于或等于9；当所述表面缺陷占比和缺陷总数满足第二逻辑条件时，所述金属铸件的质量为良好，第二逻辑条件包括所述表面缺陷占比等于零和缺陷总数小于4；当所述表面缺陷占比和缺陷总数均不满足第一逻辑条件和第二逻辑条件时，所述金属铸件的质量为一般。

第二方面，本申请还提供了一种基于超声波技术的金属铸件快速检测装置，包括：初步检测单元，用于使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，所述初步检测结果包括每个所述检测点位对应的超声波数据，所述异常点位为超声波数据中存在异常的检测点位；二次检测单元，用于使用超声探伤仪分别对金属铸件的每组测量单元格进行二次检测分析得到缺陷区域，一组所述测量单元格由预设划分规则对一个异常点位所在区域进行划分得到，所述缺陷区域内相邻的两测量单元格之间存在相关性，所述相关性由超声波对应的时刻和幅值计算得到；缺陷分析检测单元，用于根据每个缺陷区域对应的超声波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型；逻辑判断单元，用于根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述二次检测单元，包括：测量分析单元，用于以初始测量单元格为中心分别对相邻测量单元格组进行测量分析，得到若干个缺陷相关性参数，初始测量单元格为异常点位所在的单元格，所述相邻测量单元格组为初始测量单元格相邻的测量单元格，每个缺陷相关性参数均由预设的相关性参数计算式、初始测量单元格和相邻测量单元格组中一个测量单元格对应的超声波数据计算得到；判断分析单元，用于基于预设的缺陷阈值和所有所述缺陷相关性参数的大小关系判断分析，得到缺陷区域。

本发明具有如下有益效果：

在本发明中首先通过超声探伤仪对金属铸件进行检测确认得到超声波存在问题的异常点位；然后再对异常点位和相邻检测点位进行检测，结合超声波的衰减变化确认其是否属于同一个缺陷区域，最后结合同一个缺陷区域超声波的变化情况确认得到该缺陷是否属于实际缺陷。本发明通过挖掘分析超声波的出现时刻和幅值之间的关联关系相比于直接根据反射波图形进行判断的方式，本发明更能准确判断出超声波检测出的缺陷区域是属于金属铸件留存孔洞还是金属铸件内部存在的缺陷。能更加有效判断得到金属铸件的品质类型。也扩大了超声探伤仪在金属铸件检测应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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附图。

图1为本发明一个实施例1所提供的一种基于超声波技术的金属铸件快速检测方法的流程示意图；

图2为本发明一个实施例1所提供的步骤S1的流程示意图；

图3为本发明一个实施例1所述的超声回波数据的示意图；

图4为本发明一个实施例1所提供的步骤S2的流程示意图；

图5为本发明一个实施例1所提供的步骤S3的流程示意图；

图6为本发明一个实施例1所提供的步骤S4的流程示意图；

图7为本发明实施例2中所述的基于超声波技术的金属铸件快速检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于超声波技术的金属铸件快速检测装置及方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

实施例1：

下面结合附图具体地说明本发明所提供的一种基于超声波技术的金属铸件快速检测方法的具体方案。

请参见图1，其示出了本发明一个实施例提供的基于超声波技术的金属铸件快速检测方法的流程图，具体包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。

S1、使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，所述初步检测的结果中包括每个所述检测点位对应的超声波数据，所述异常点位为超声波数据中存在异常的检测点位。

具体而言，在本发明中是超声探伤仪的探头放置在金属铸件表面并发出超声波，超声波将在金属内部进行传播。若金属铸件不存在空心或夹杂等缺陷时，超声波会传播到金属铸件检测位置的底面后发生反射产生反射波，最后回到超声探伤仪的探头。反之，若金属铸件内部存在空心或夹杂时，超声波在传播时未达到底面便在空心或夹杂位置处提前发生反射，并将反射波返回到探头。

同时，还需要说明的是部分金属铸件可能存在较厚区域，对于这种较厚区域进行检测时需要对超声波灵敏度参数进行调整功能，使得超声探伤仪增益设置很大，确保检测深度涵盖检测区域的厚度。并且，由于调整灵敏度参数会使得仪器增益设置很大，但是金属铸件表层在检测过程中产生的杂波较大，导致杂波与金属缺陷的回波混杂在一起难以区分，影响超声波对金属铸件的缺陷检测结果。

故，在本发明中对于厚度特别大的金属铸件，可采用分层法检测，即检测时将铸件厚度分为若干层，每一层分别采用该层的深度调整灵敏度进行检测。对于近表面层，由于该层厚度小，声衰减较小，需要的仪器增益相对较低，杂波幅度也相应下降，采用一般全厚度检测的缺陷回波法无法分辨的缺陷，此时有可能被观测到。这样既满足了深层缺陷检测灵敏度要求，也解决了较小厚度部位的缺陷检测问题。其中可以直接利用超声探伤仪的距离幅度补偿（DAC）功能，可以达到上述效果，并且距离幅度补偿功能为现有技术，本发明中不再赘述。同时为了便于理解，本实施例中均假设厚度均匀并且无需使用距离幅度补偿功能即可实现检测，对于较厚的金属铸件只需重复本发明的步骤S1-S3即可确认所有缺陷区域即可，本发明中也不再赘述其具体过程。

并且，在本步骤中关于检测点位的划分根据金属铸件的形状决定，比如，采用等距划分检测点位。其为现有技术，本发明中不做出具体的限制。

其中，在进行初步检测分析过程中，即判断超声波数据中是否出现多个反射波。具体而言，参见图2，在本步骤中包括步骤S11、步骤S12、步骤S13和步骤S14。

S11、使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行测量，得到每个检测点位对应的超声波数据。

S12、分别对每个所述检测点位对应的超声波数据进行波形数据提取，得到每个超声波数据包含的至少两种超声波波形。

S13、根据预设的波形数据在所有所述超声波波形中确认，得到每个超声波数据中的原始脉冲。

S14、将所述原始脉冲的记录时刻与其他波形数据的记录时刻进行对比，得到该检测点位是否为异常点位，所述异常点位对应的超声波数据包括原始脉冲、第一反射波和底面反射波，所述第一反射波对应的记录时刻大于原始脉冲，底面反射波对应的记录时刻大于第一反射波。

关于本步骤所提及的超声回波数据可参见图3，图3中T表示原始脉冲和B表示反射波。其中，需要说明的是图3展示的超声回波数据为不存在缺陷的检测点位。若是存在缺陷那么在T与B之间的任意位置还会出现一个第一反射波，即步骤S14中异常点位所提及的情况。并且需要记录下该第一反射波出现时刻以及波形的幅值。

S2、使用超声探伤仪分别对金属铸件的每组测量单元格进行二次检测分析得到缺陷区域，一组所述测量单元格由预设划分规则对一个异常点位所在区域进行划分得到，所述缺陷区域内相邻的两测量单元格之间存在相关性，所述相关性由超声回波对应的时刻和幅值计算得到。

需要说明的是，本步骤中所提及的预设划分规则可以是八邻位划分方式，也可以是正六边形网格化划分方式等，本发明中不做出具体的限制。其中需要说明的是，本申请中建议以异常点位为中心点划分其所在区域即可。

实际之中，金属铸件内部产生的缺陷通常会形成较长的缺陷区域。因此在本实施例中，是对一对相邻的测量单元格进行分析，根据第一反射波从原始脉冲到接收时长以及第一反射波的幅值的变化确认其是否属于同一缺陷区域。并且需要说明的是，上述提及的分析是对均存在第一反射波的相邻的测量单元格进行，对于不存在的第一反射波的测量单元格不需要进行分析。具体而言，参见图4，其中步骤S2中包括步骤S21和步骤S22。

S21、以初始测量单元格为中心分别对相邻测量单元格组进行测量分析，得到若干个缺陷相关性参数，初始测量单元格为异常点位所在的单元格，所述相邻测量单元格组为初始测量单元格相邻的测量单元格，每个缺陷相关性参数均由预设的相关性参数计算式、初始测量单元格和相邻测量单元格组中一个测量单元格对应的超声波数据计算得到。

需要说明的是，本步骤中所提的相关性参数计算式为：

其中，表示相邻的第i个测量单元格和第i+1个测量单元格之间缺陷相关性参数，表示金属铸件表面被划分的测量单元格总数，表示相邻的第i个测量单元格和第i+1个测量单元格构成的组合，表示在第i个测量单元格检测到的超声波数据中从发出原始脉冲到接收第一反射波的时长；表示在第i+1个测量单元格检测到的超声波数据中从发出原始脉冲到接收第一反射波的时长；表示第i个测量单元格的原始脉冲发出后经过传播到接收第一反射波时幅值的衰减值；表示第i+1个测量单元格的原始脉冲发出后经过传播到接收第一反射波时幅值的衰减值；其中，需要说明的是幅值的衰减值计算方式为将原始脉冲的幅值与第一反射波的幅值做差得到。

在上述计算式中，和分别用来表示一个测量单元格中疑似存在的缺陷位置距离探头所在金属铸件表面的距离，表示第i个测量单元格中疑似存在的缺陷深度与第i+1个测量单元格中疑似存在的缺陷深度的比值，该比值越接近1，则相邻位置的缺陷为同一缺陷的可能性越大，反之，则越小；表示超声波分别从第i个测量单元格与第i+1个测量单元格发出到接收到反射波时的衰减值之间的比值，超声波在同一介质内传播时衰减的幅度是一样的，因此当缺陷所处深度相似时，超声波从发出到反射后重新接收时的衰减程度相似，所以，值接近1时，两个位置疑似存在的缺陷为同一区域，反之，则不是同一区域。

在本步骤中通过表示相邻两个测量单元格的超声波数据中传播时长之间的比值与超声波传播衰减程度之间的比值的乘积和1的差值的绝对值，因为和的值均接近1时，两个相邻测量单元格疑似存在的缺陷为同一区域，因此值越小，两个相邻测量单元格疑似存在的缺陷为同一区域的可能性越大，反之则越小。

S22、基于预设的缺陷阈值和所有所述缺陷相关性参数的大小关系判断分析，得到缺陷区域。

其中本步骤S22中所提及的缺陷阈值为0.3。即，在本步骤中将缺陷相关性参数小于或等于0.3的相邻测量单元格合并即为一个缺陷区域。但是由于在上述步骤中确认的缺陷区域可能包括金属铸件自身结构。故，本申请中还包括步骤S3区分其是否属于金属铸件自身结构造成的超声回波存在第一反射波。

S3、根据每个缺陷区域对应的超声回波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型。

具体而言，在本申请中考虑到金属铸件在铸造过程中，产生的缺陷通常是不规则的具有在方向以及深度上的随机性，而金属铸件自身结构的孔洞则是规则的具有方向和深度的一致性。换而言之，金属铸件自身结构的孔洞一般为直线型通道，内部直接贯通。与铸造过程中产生的缺陷不同。故，在本发明中通过分析三个测量单元格之间的相互关系判断其缺陷类型，参见图5，图5中示出步骤S3中还包括步骤S31、步骤S32、步骤S33、步骤S34、步骤S35和步骤S36。

S31、对一个缺陷区域内测量的单元格进行分组，得到若干个单元组，所述单元组内包括三个测量单元格分别为第一单元格、第二单元格和第三单元格，所述第二单元格分别与所述第一单元格和第三单元格相邻。

S32、基于预设的相关性参数计算式和每个所述单元组对应的超声波数据计算，得到每个所述单元组对应的缺陷相关性参数集，所述缺陷相关性参数集包括第二单元格与所述第一单元格的缺陷相关性参数以及第二单元格与所述第三单元格的缺陷相关性参数。

需要说明的是，本步骤中也可以直接利用步骤S21的计算结果。

S33、基于超声波的波速和测量单元格对应的超声波数据计算，得到每个测量单元格对应的深度。

S34、基于每个测量单元格对应的深度计算，得到每个所述单元组对应的线段向量集，线段向量集包括第二单元格到所述第一单元格的深度向量以及第二单元格到所述第三单元格的深度向量。

举例说明：本步骤中所提及的深度向量指的是第一单元格检测到缺陷所在深度到第二单元格检测到缺陷所在深度。

S35、基于预设的平整系数计算式、每个所述单元组对应的线段向量集和缺陷相关性参数集计算得到每个所述单元组对应的平整系数。

需要说明的是本步骤中所提及的平整系数计算式为：

其中，表示一个单元组对应的平整系数，k表示第二单元格与所述第一单元格这个测量单元格组合；k+1表示第二单元格与所述第三单元格这个测量单元格组合；表示第二单元格与所述第一单元格的缺陷相关性参数；表示第二单元格与所述第三单元格的缺陷相关性参数；为第二单元格到所述第一单元格的深度向量；为第二单元格到所述第三单元格的深度向量。

在上述计算式中，表示两个相邻的测量单元格组合的相关性参数的比值，其表示相连的三个疑似存在缺陷的检测位置，前边两个的相关性参数与后边两个的相关性参数的比值，金属铸件过程中产生的缺陷无法保证缺陷区域内相邻位置始终相同，而金属铸件结构的孔洞，不同位置的数据参数一致，故等于1时，该区域为金属铸件自身结构，反之则不是；表示两个相邻的测量单元格组合对应的深度向量点乘结果，该值等于1时，相邻两个方向组的方向相同，表示相邻的两个测量单元格组合的检测到的缺陷处于一条直线上，因此，值等于1，该区域为金属铸件自身结构，反之则不是。

S36、基于预设的平整阈值和每组所述单元组对应的平整系数判断，得到每个缺陷区域的缺陷类型。

其中在步骤S35计算得到平整系数约接近1，则该缺陷区域的缺陷类型为金属铸件自身结构的可能性越大，反之则越小。其中具体的判断过程包括步骤S361、步骤S362和步骤S363。

S361、分别计算每个平整系数与1之差的绝对值，记作差异值。

S362、统计所有所述差异值中小于预设的所述平整阈值的数量，记为第一数值。

S363、判断所述第一数值是否等于单元组的总数，若是，则缺陷类型为自身结构，若否，则缺陷类型为结构缺陷。

即，在实施例中认为只要有一个单元组存在平整系数与1的差值的绝对值大于0.1就认为该缺陷区域就属于一个内部缺陷。

S4、根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果。

对于金属铸件的质量每个生产单位规定不尽相同。故，参见图6，图6中给出示范性判断步骤包括步骤S41、步骤S42、步骤S43、步骤S44、步骤S45、步骤S46和步骤S37。

S41、统计所有缺陷类型为结构缺陷的缺陷区域数量，记作小缺陷数量。

S42、获取表面缺陷的数量。

S43、计算表面缺陷的数量和小缺陷数量的和，记作缺陷总数。

S44、基于表面缺陷的数量和缺陷总数计算，得到表面缺陷占比。

S45、当所述表面缺陷占比和缺陷总数满足第一逻辑条件时，所述金属铸件的质量为差，第一逻辑条件包括所述表面缺陷占比大于或等于三分之二以及缺陷总数大于或等于9。

S46、当所述表面缺陷占比和缺陷总数满足第二逻辑条件时，所述金属铸件的质量为良好，第二逻辑条件包括所述表面缺陷占比等于零和缺陷总数小于4。

S47、当所述表面缺陷占比和缺陷总数均不满足第一逻辑条件和第二逻辑条件时，所述金属铸件的质量为一般。

实施例2：

如图7所示，本实施例提供了一种基于超声波技术的金属铸件快速检测装置，所述装置包括：

初步检测单元，用于使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，所述初步检测结果包括每个所述检测点位对应的超声波数据，所述异常点位为超声波数据中存在异常的检测点位；

二次检测单元，用于使用超声探伤仪分别对金属铸件的每组测量单元格进行二次检测分析得到缺陷区域，一组所述测量单元格由预设划分规则对一个异常点位所在区域进行划分得到，所述缺陷区域内相邻的两测量单元格之间存在相关性，所述相关性由超声波对应的时刻和幅值计算得到；

缺陷分析检测单元，用于根据每个缺陷区域对应的超声波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型；

逻辑判断单元，用于根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果。

在一些具体的实施例中，所述二次检测单元，包括：

测量分析单元，用于以初始测量单元格为中心分别对相邻测量单元格组进行测量分析，得到若干个缺陷相关性参数，初始测量单元格为异常点位所在的单元格，所述相邻测量单元格组为初始测量单元格相邻的测量单元格，每个缺陷相关性参数均由预设的相关性参数计算式、初始测量单元格和相邻测量单元格组中一个测量单元格对应的超声波数据计算得到；

判断分析单元，用于基于预设的缺陷阈值和所有所述缺陷相关性参数的大小关系判断分析，得到缺陷区域。

需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

Claims (6)

1.一种基于超声波技术的金属铸件快速检测方法，其特征在于，所述方法包括：

使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，所述初步检测的结果中包括每个所述检测点位对应的超声波数据，所述异常点位为超声波数据中存在异常的检测点位；

使用超声探伤仪分别对金属铸件的每组测量单元格进行二次检测分析得到缺陷区域，一组所述测量单元格由预设划分规则对一个异常点位所在区域进行划分得到，所述缺陷区域内相邻的两测量单元格之间存在相关性，所述相关性由超声波内反射波对应的时刻和幅值计算得到；

根据每个缺陷区域对应的超声波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型；

根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果；

其中，缺陷区域的获取方法为：以初始测量单元格为中心分别对相邻测量单元格组进行测量分析，得到若干个缺陷相关性参数，初始测量单元格为异常点位所在的单元格，所述相邻测量单元格组为初始测量单元格相邻的测量单元格，每个缺陷相关性参数均由预设的相关性参数计算式、初始测量单元格和相邻测量单元格组中一个测量单元格对应的超声波数据计算得到；基于预设的缺陷阈值和所有所述缺陷相关性参数的大小关系判断分析，得到缺陷区域；

其中，缺陷类型的获取方法为：对一个缺陷区域内测量的单元格进行分组，得到若干个单元组，所述单元组内包括三个测量单元格分别为第一单元格、第二单元格和第三单元格，所述第二单元格分别与所述第一单元格和第三单元格相邻；基于预设的相关性参数计算式和每个所述单元组对应的超声波数据计算，得到每个所述单元组对应的缺陷相关性参数集，所述缺陷相关性参数集包括第二单元格与所述第一单元格的缺陷相关性参数以及第二单元格与所述第三单元格的缺陷相关性参数；基于超声波的波速和测量单元格对应的超声波数据计算，得到每个测量单元格对应的深度；基于每个测量单元格对应的深度计算，得到每份所述单元组对应的线段向量集，线段向量集包括第二单元格到所述第一单元格的深度向量以及第二单元格到所述第三单元格的深度向量；基于预设的平整系数计算式、每个所述单元组对应的线段向量集和缺陷相关性参数集计算得到每个所述单元组对应的平整系数；基于预设的平整阈值和每个所述单元组对应的平整系数判断，得到每个缺陷区域的缺陷类型；

其中，基于预设的平整阈值和每个所述单元组对应的平整系数判断，得到每个缺陷区域的缺陷类型的方法为：分别计算每个平整系数与1之差的绝对值，记作差异值；统计所有所述差异值中小于预设的所述平整阈值的数量，记为第一数值；判断所述第一数值是否等于单元组的总数，若是，则缺陷类型为自身结构，若否，则缺陷类型为结构缺陷；

其中，相关性参数计算式为：

其中，表示相邻的第i个测量单元格和第i+1个测量单元格之间缺陷相关性参数，表示金属铸件表面被划分的测量单元格总数，表示相邻的第i个测量单元格和第i+1个测量单元格构成的组合，表示在第i个测量单元格检测到的超声波数据中从发出原始脉冲到接收第一反射波的时长；表示在第i+1个测量单元格检测到的超声波数据中从发出原始脉冲到接收第一反射波的时长；表示第i个测量单元格的原始脉冲发出后经过传播到接收第一反射波时幅值的衰减值；表示第i+1个测量单元格的原始脉冲发出后经过传播到接收第一反射波时幅值的衰减值；

其中，平整系数计算式为：

其中，表示一个单元组对应的平整系数，k表示第二单元格与所述第一单元格这个测量单元格组合；k+1表示第二单元格与所述第三单元格这个测量单元格组合；表示第二单元格与所述第一单元格的缺陷相关性参数；表示第二单元格与所述第三单元格的缺陷相关性参数；为第二单元格到所述第一单元格的深度向量；为第二单元格到所述第三单元格的深度向量。

2.根据权利要求1所述的基于超声波技术的金属铸件快速检测方法，其特征在于，使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，包括：

使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行测量，得到每个检测点位对应的超声波数据；

分别对每个所述检测点位对应的超声波数据进行波形数据提取，得到每个超声波数据内包含的至少两种超声波波形；

根据预设的波形数据在所有所述超声波波形中确认，得到每个超声波数据中的原始脉冲；

将所述原始脉冲的记录时刻与其他波形数据的记录时刻进行对比，得到该检测点位是否为异常点位，所述异常点位对应的超声波数据包括原始脉冲、第一反射波和底面反射波，所述第一反射波对应的记录时刻大于原始脉冲，底面反射波对应的记录时刻大于第一反射波。

3.根据权利要求1所述的基于超声波技术的金属铸件快速检测方法，其特征在于，预设的所述缺陷阈值为0.3。

4.根据权利要求1所述的基于超声波技术的金属铸件快速检测方法，其特征在于，预设的所述平整阈值为0.1。

5.根据权利要求1所述的基于超声波技术的金属铸件快速检测方法，其特征在于，所述缺陷类型包括结构缺陷，根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果，包括：

统计所有缺陷类型为结构缺陷的缺陷区域数量，记作小缺陷数量；

获取表面缺陷的数量；

计算表面缺陷的数量和小缺陷数量的和，记作缺陷总数；

基于表面缺陷的数量和缺陷总数计算，得到表面缺陷占比；

当所述表面缺陷占比和缺陷总数满足第一逻辑条件时，所述金属铸件的质量为差，第一逻辑条件包括所述表面缺陷占比大于或等于三分之二以及缺陷总数大于或等于9；

当所述表面缺陷占比和缺陷总数满足第二逻辑条件时，所述金属铸件的质量为良好，第二逻辑条件包括所述表面缺陷占比等于零和缺陷总数小于4；

当所述表面缺陷占比和缺陷总数均不满足第一逻辑条件和第二逻辑条件时，所述金属铸件的质量为一般。

6.一种基于超声波技术的金属铸件快速检测装置，其特征在于，该装置用于实现权利要求1-5中任一项所述的一种基于超声波技术的金属铸件快速检测方法，该装置包括：

初步检测单元，用于使用超声探伤仪对金属铸件的若干个检测点位进行初步检测分析得到若干个异常点位，所述初步检测结果包括每个所述检测点位对应的超声波数据，所述异常点位为超声波数据中存在异常的检测点位；

二次检测单元，用于使用超声探伤仪分别对金属铸件的每组测量单元格进行二次检测分析得到缺陷区域，一组所述测量单元格由预设划分规则对一个异常点位所在区域进行划分得到，所述缺陷区域内相邻的两测量单元格之间存在相关性，所述相关性由超声波对应的时刻和幅值计算得到；

缺陷分析检测单元，用于根据每个缺陷区域对应的超声波数据进行缺陷分析，得到每个缺陷区域的缺陷类型；

逻辑判断单元，用于根据所有缺陷区域的缺陷类型判断，得到金属铸件的质量检测结果。