裂纹检测方法及装置、计算设备和计算机可读存储介质

1.本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及裂纹检测方法及装置、计算设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.通常情况下，构成设备的各种零件在工作的过程中，经常承受大应力应变、冲击和交变扭矩载荷，以及湿疲劳、热疲劳、机械疲劳的复合载荷的作用，结构材料的性能发生退化产生疲劳微裂纹，最后造成断裂导致零部件的失效甚至引发安全事故。
3.为了不破坏被测试样的结构和力学性能以及定期对服役设备进行质量可靠性检测，通常采用无损检测技术。传统的超声检测是利用声波的反射、散射以及衰减等线性特征进行缺陷检测，能实现对被测零件的大的体积型缺陷和开放式裂纹的检测。但是受其原理所限，对于被测材料中的早期损伤阶段的微裂纹等缺陷不可检测或者不敏感，无法解决被测零件的微裂纹检测。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术的以上问题，本技术实施例提供一种裂纹检测方法及装置、计算设备和计算机可读存储介质，可以实现相对非线性系数的快速确定，以及基于非线性系数实现对微裂纹的表征，可对被测零件外表面微裂纹进行及时有效地检测，从而可避免零件断裂而导致的零件失效和安全故障。
5.为达到上述目的，本技术第一方面提供了一种裂纹检测方法，包括：
6.接收步骤，用于：利用第一超声波换能器接收超声波信号，所述超声波信号是从第二超声波换能器发射并在被测零件外表面传播的超声波信号；
7.第一处理步骤，用于：对所述超声波信号进行处理，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值；
8.第二处理步骤，用于：根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数；
9.第三处理步骤，用于：根据所述被测零件的相对非线性系数，以及所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，得到所述被测零件外表面的裂纹尺寸。
10.作为第一方面的一种可能的实现方式，上述方法还包括：
11.将外表面预先刻制有预设尺寸裂纹的被测试样作为所述被测零件，执行所述接收步骤、所述第一处理步骤和所述第二处理步骤，得到所述被测试样的相对非线性系数；
12.建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系；
13.在所述被测零件的材料与所述被测试样的材料相同的情况下，将所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，作为所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。
14.作为第一方面的一种可能的实现方式，对所述超声波信号进行处理，得到所述超
声波信号的基波幅值和二次谐波幅值，包括：
15.利用所述第一超声波换能器将所述超声波信号转化成第一电信号；
16.利用信号选择器对所述第一电信号的时域波形进行截取，得到预设脉冲宽度的第二电信号；
17.对所述第二电信号按照预设扫描模式进行处理，得到频域波形；
18.根据所述频域波形，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值。
19.作为第一方面的一种可能的实现方式，根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数，包括：
20.基于一维非线性超声波动方程，利用微扰近似理论得到超声响应解析解；
21.根据所述超声响应解析解，建立所述二次谐波幅值、所述基波幅值和所述相对非线性系数之间的关系表达式；
22.根据所述基波幅值、所述二次谐波幅值和所述关系表达式，得到所述被测零件的相对非线性系数。
23.作为第一方面的一种可能的实现方式，上述方法还包括：
24.在所述建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系的过程中，确定检测参数，所述检测参数包括激发频率、脉冲周期数、输出电压级别、增益级别和门控宽度中的至少一种；
25.基于所述检测参数，对所述被测零件进行裂纹检测。
26.作为第一方面的一种可能的实现方式，上述方法还包括：
27.将所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器内嵌于楔块的上表面，所述楔块的下表面与所述被测零件的外表面贴合。
28.作为第一方面的一种可能的实现方式，所述被测零件包括轴类零件，所述方法还包括：
29.在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为轴向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；
30.在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为周向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；
31.其中，所述第一临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射纵波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述第二临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射横波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述交界面为所述楔块与所述被测零件的交界面。
32.本技术第二方面提供了一种裂纹检测装置，包括：
33.接收单元，用于：利用第一超声波换能器接收超声波信号，所述超声波信号是从第二超声波换能器发射并在被测零件外表面传播的超声波信号；
34.第一处理单元，用于：对所述超声波信号进行处理，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值；
35.第二处理单元，用于：根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数；
36.第三处理单元，用于：根据所述被测零件的相对非线性系数，以及所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，得到所述被测零件外表面的裂纹尺寸。
37.作为第二方面的一种可能的实现方式，上述装置还包括拟合单元，所述拟合单元用于：
38.将外表面预先刻制有预设尺寸裂纹的被测试样作为所述被测零件，执行所述接收步骤、所述第一处理步骤和所述第二处理步骤，得到所述被测试样的相对非线性系数；
39.建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系；
40.在所述被测零件的材料与所述被测试样的材料相同的情况下，将所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，作为所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。
41.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述第一处理单元用于：
42.利用所述第一超声波换能器将所述超声波信号转化成第一电信号；
43.利用信号选择器对所述第一电信号的时域波形进行截取，得到预设脉冲宽度的第二电信号；
44.对所述第二电信号按照预设扫描模式进行处理，得到频域波形；
45.根据所述频域波形，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值。
46.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述第二处理单元用于：
47.基于一维非线性超声波动方程，利用微扰近似理论得到超声响应解析解；
48.根据所述超声响应解析解，建立所述二次谐波幅值、所述基波幅值和所述相对非线性系数之间的关系表达式；
49.根据所述基波幅值、所述二次谐波幅值和所述关系表达式，得到所述被测零件的相对非线性系数。
50.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述拟合单元还用于：
51.在所述建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系的过程中，确定检测参数，所述检测参数包括激发频率、脉冲周期数、输出电压级别、增益级别和门控宽度中的至少一种；
52.基于所述检测参数，对所述被测零件进行裂纹检测。
53.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器内嵌于楔块的上表面，所述楔块的下表面与所述被测零件的外表面贴合。
54.作为第二方面的一种可能的实现方式，所述被测零件包括轴类零件，上述装置还包括：
55.在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为轴向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；
56.在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为周向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；所述第二超声波
换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；
57.其中，所述第一临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射纵波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述第二临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射横波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述交界面为所述楔块与所述被测零件的交界面。
58.本技术第三方面提供了一种计算设备，包括：
59.通信接口；
60.至少一个处理器，其与所述通信接口连接；以及
61.至少一个存储器，其与所述处理器连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行上述第一方面任一所述的方法。
62.本技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行上述第一方面任一所述的方法。
63.本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
64.以下参照附图来进一步说明本发明的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本技术所涉及领域的惯常的且对于本技术非必要的特征，或是额外示出了对于本技术非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本技术。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：
65.图1为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的示意图；
66.图2a和图2b为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的裂纹分布示意图；
67.图3为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的非线性超声检测系统示意图；
68.图4为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的检测流程示意图；
69.图5为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的非线性超声检测系统中轴类被测试样检测示意图；
70.图6为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的超声波反射和折射示意图；
71.图7a和图7b为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的楔块角度示意图；
72.图8为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的角度修正示意图；
73.图9为本技术实施例提供的裂纹检测装置的一实施例的示意图；
74.图10为本技术实施例提供的裂纹检测装置的一实施例的示意图；
75.图11为本技术实施例提供的计算设备的示意图。
具体实施方式
76.说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块a、模块b、模块c等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或
描述的以外的顺序实施。
77.在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如s110、s120
……
等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
78.说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置a和b的设备”不应局限为仅由部件a和b组成的设备。
79.本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
80.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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。为了准确地对本技术中的技术内容进行叙述，以及为了准确地理解本发明，在对具体实施方式进行说明之前先对本说明书中所使用的术语给出如下的解释说明或定义：
81.1)超声波换能器：超声波换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率。
82.2)临界角：在研究全反射现象中，刚好发生全反射，即折射角为90度时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角。
83.下面先对现有的方法进行介绍，然后再对本技术的技术方案进行详细介绍。
84.构成设备的各种零件在工作的过程中，经常承受大应力以及机械疲劳等的复合载荷的作用，容易产生疲劳微裂纹。例如，轴类零件一般由两端花键槽、杆部以及扭杆与花键头部的过渡部位组成，作为传动装置中重要的弹性零件，通过弹性扭转吸收、释放能量，达到缓冲和减震的目的。但是在工作过程中，这类零件经常承受大应力应变、冲击和交变扭矩载荷以及湿疲劳、热疲劳、机械疲劳的复合载荷的作用，结构材料的性能发生退化产生疲劳微裂纹，最后造成断裂导致零部件的失效甚至引发安全事故。
85.目前，研究发现传动轴疲劳断裂多为表层缺陷所引起，主要表现为疲劳微裂纹的衍生。承受循环载荷的金属材料在疲劳裂纹形成之前会经历：结构材料内部出现大量的位错群、形成驻留滑移带(persistent slip band，psb)以及驻留滑移带内微裂纹的成核等过程。疲劳裂纹形成前的位错、滑移等微观缺陷的累积演化阶段占整个疲劳寿命的80％以上。由于扭力轴在恶劣环境中服役的特点和安全运行的重要性，对材料在制备过程中及使用中形成的疲劳微裂纹、早期性能退化等微损伤需要及时地检测和评估，因此开发针对扭力轴的疲劳微裂纹早期检测评估对维护和保障设备的安全运行具有重要意义。
86.为了不破坏被测试样的结构和力学性能以及定期对服役设备进行质量可靠性检测，通常采用无损检测技术。在现阶段的无损检测领域中，通常使用的无损检测方法有以下几种，分别是涡流检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测和超声波检测。其中传统的超声检测
技术是利用声波的反射、散射以及衰减等线性特征进行缺陷检测，能很好地实现对被测零件的大的体积型缺陷和开放式裂纹的检测。例如传统的超声检测技术对被测零件中存在空洞之类的大的体积型缺陷能够较好地实现检测。
87.现有技术存在着以下的缺陷：受超声检测技术的原理所限，对于被测材料中的早期损伤阶段的位错、滑移带、微裂纹等缺陷不可检测或者不敏感。以金属零件为例，现有的超声检测技术无法解决金属零件的微裂纹检测。
88.基于上述现有技术所存在的技术问题，本技术提供了一种裂纹检测的方法。当超声波进入材料内部后会与微裂纹、位错、滑移带等微观缺陷相互作用，导致波形发生畸变，出现不同于激发频率的谐波波形，产生非线性响应。可以通过对非线性现象观察和检测，以此对材料中的微观早期损伤进行有效地表征。本技术实施例中获取超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值，再根据预先获得的对被测试样的微观损伤进行表征的拟合关系，可得到被测零件外表面的裂纹尺寸。从而解决了现有技术中微裂纹等缺陷不可检测或者不敏感的问题，进而可避免零件断裂而导致的零件失效和安全故障。
89.图1为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的示意图。如图1所示，该裂纹检测方法可以包括：
90.步骤s110，接收步骤，用于：利用第一超声波换能器接收超声波信号，所述超声波信号是从第二超声波换能器发射并在被测零件外表面传播的超声波信号；
91.步骤s120，第一处理步骤，用于：对所述超声波信号进行处理，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值；
92.步骤s130，第二处理步骤，用于：根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数；
93.步骤s140，第三处理步骤，用于：根据所述被测零件的相对非线性系数，以及所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，得到所述被测零件外表面的裂纹尺寸。
94.本技术实施例中的第二超声波换能器和第一超声波换能器，分别用于发射和接收超声波信号。在步骤s110中，第二超声波换能器利用压电逆效应将输入的电功率转化为超声波。超声波通过介质传递到被测零件的外表面，并在被测零件外表面进行传播，最后被第一超声波换能器接收。
95.在步骤s120中，第一超声波换能器再利用压电效应将声波信号转化为电信号。然后再对电信号进行处理，得到超声波信号的频域波形。再根据频域波形得到超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值。
96.基于超声波动方程，可得到相对非线性系数与基波幅值、二次谐波幅值三者之间的关系。在步骤s130中，根据上述三者之间的关系，再根据步骤s120中得到的基波幅值和二次谐波幅值，即可得到被测零件的相对非线性系数。
97.本技术实施例中，可预先将各种不同材料构成的被测试样作为被测零件。在被测试样的外表面预先刻制有预设尺寸裂纹。对被测试样执行上述步骤s110至步骤s130，得到被测试样的相对非线性系数。进而建立被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。在被测零件的材料与被测试样的材料相同的情况下，可将被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，作为被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的
拟合关系。
98.在步骤s140中，根据步骤s130中得到的被测零件的相对非线性系数，以及预先建立的被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，可得到被测零件外表面的裂纹尺寸。
99.本技术实施例可以实现相对非线性系数的快速确定，以及基于非线性系数实现对微裂纹的表征，可对被测零件外表面微裂纹进行及时有效地检测，从而可避免零件断裂而导致的零件失效和安全故障。
100.在一种实施方式中，上述方法还包括：
101.将外表面预先刻制有预设尺寸裂纹的被测试样作为所述被测零件，执行所述接收步骤、所述第一处理步骤和所述第二处理步骤，得到所述被测试样的相对非线性系数；
102.建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系；
103.在所述被测零件的材料与所述被测试样的材料相同的情况下，将所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，作为所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。
104.本技术中的被测零件可以包括轴类被测零件。轴类被测零件外表面裂纹的方向可包括轴向和周向。其中，轴向方向可以是轴类被测零件外表面的圆柱的母线所在的方向；周向方向可以是与轴类被测零件外表面的圆柱母线垂直的截面上的圆周的弧线所在的方向。
105.以合金钢材料的零件检测为例，可在材料为合金钢的轴类零件表面分别加工并刻制轴向和周向对应不同长度和宽度的微裂纹。在一个示例中，刻制的微裂纹的深度可保持一致，可刻制相同直径的被测试样共4根。其中轴向裂纹的宽度是沿周向的表面弧长，而周向裂纹的长度是沿周向表面的弧长。在刻制过程中，可先利用车床加工出对应直径的轴类零件，然后采用电火花或者线切割的方式在其表面刻制裂纹。这种方式可保证刻制出的微裂纹是预想的尺寸。
106.微裂纹分布情况如图2a和图2b所示，周向微裂纹和轴向微裂纹分别为图2a和和图2b所示。其中，l、w和h分别为微裂纹的长度、宽度和深度。“1#、2#、
……
、9#”表示裂纹序号。
107.本技术实施例中，可针对被测试样，执行接收步骤s110、第一处理步骤s120和第二处理步骤s130，得到被测试样的相对非线性系数。由于被测试样的外表面预先刻制有预设尺寸裂纹，可根据预先刻制的裂纹尺寸和相对非线性系数这两者的数值，建立被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系曲线。
108.通常情况下，相对非线性系数的值是和材料相关的。可预先针对各种材料不同的被测试样，建立被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。在对被测零件进行检测时，可根据材料将被测零件和被测试样进行匹配，在被测零件的材料与被测试样的材料相同的情况下，将被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，作为被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。
109.在一种实施方式中，对所述超声波信号进行处理，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值，包括：
110.利用所述第一超声波换能器将所述超声波信号转化成第一电信号；
111.利用信号选择器对所述第一电信号的时域波形进行截取，得到预设脉冲宽度的第二电信号；
112.对所述第二电信号按照预设扫描模式进行处理，得到频域波形；
113.根据所述频域波形，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值。
114.图3为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的非线性超声检测系统示意图。如图3所示，基于高功率超声脉冲收发仪、阻抗、衰减器、滤波双工器、信号选择器、前置放大器、示波器等模块搭建非线性超声检测系统。将以上组件连接起来，其中高功率超声脉冲收发仪和工控机、示波器、信号选择器连接。可通过工控机控制软件调整信号的参数，例如可通过型号为ram-5000的软件调整信号的参数。高功率超声脉冲收发仪激励脉冲电信号，经过负载和衰减器适当降低能量，滤波双工器去除噪声，通过第二超声波换能器转换成超声波信号，在被测微裂纹试样中传播之后经过接收超声波的第一超声波换能器再次转换成为第一电信号，经过前置功率放大器由高功率超声脉冲收发仪接收。示波器可显示第二超声波换能器激励的和第一超声波换能器接收的超声波的波形。利用ram-5000软件可控制激励信号的脉冲周期数、电压、增益等参数，还可以控制信号选择器截取信号的宽度。
115.图4为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的检测流程示意图。如图4所示，首先搭建如图3所示的非线性超声检测系统、安装被测试样，然后设置检测参数。在示波器中可显示出第一电信号的时域波形，由时域波形经过处理可得到频域波形。
116.参见图4，在一个示例中，可通过以下方式一得到频域波形。对预制好的微裂纹的轴类被测试样进行检测，通过信号选择器截取一段时间内的预设脉冲宽度的第二电信号。然后对信号选择器截取的第二电信号按照预设扫描模式进行处理。例如可以对第二电信号进行超声a型扫描，在ram-5000软件上显示出频域波形。其中，a型扫描显示是将接收到的超声信号处理成波形图像。在屏幕上横坐标代表时间，纵坐标代表反射波的强度。
117.参见图4，在另一个示例中，可通过以下方式二得到频域波形。首先从示波器导出时域波形的逗号分隔值(comma-separated values，csv)数据。然后对csv数据进行小波阈值去噪处理，对去噪处理后的数据再进行快速傅里叶变换，得到频域波形。其中，csv是通用的一种文件格式，它可以非常容易地被导入各种表格及数据库中。csv文件以纯文本形式存储表格数据(数字和文本)。csv文件由任意数目的记录组成，记录间以某种换行符分隔；每条记录由字段组成，字段间的分隔符是其它字符或字符串，最常见的是逗号或制表符。通常，所有记录都有完全相同的字段序列。通常都是纯文本文件。
118.在一种实施方式中，可对以上方式一和方式二得到的频域波形进行对比，选择一种特征明显、波形曲线平滑且效果好的频域波形，在此基础上继续进行后续的处理过程。
119.参见图4，得到频域波形之后，根据频域波形可得到基波幅值和二次谐波幅值，再根据基波幅值和二次谐波幅值得到相对非线性系数。
120.在对被测试样和被测零件的检测过程中，均可利用图3所示的非线性超声检测系统和图4所示的检测流程进行裂纹检测。
121.在一种实施方式中，根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数，包括：
122.基于一维非线性超声波动方程，利用微扰近似理论得到超声响应解析解；
123.根据所述超声响应解析解，建立所述二次谐波幅值、所述基波幅值和所述相对非线性系数之间的关系表达式；
124.根据所述基波幅值、所述二次谐波幅值和所述关系表达式，得到所述被测零件的
相对非线性系数。
125.本技术实施例中，可基于超声波在各向同性介质中的一维非线性超声波动方程，利用微扰近似理论求出单一正弦激励时的超声响应解析解，建立二次谐波幅值、基波幅值和相对非线性系数β'之间的关系模型，得到β'的表达式，其具体做法如下：
126.固体中的一维非线性超声波动方程可以写为：
[0127][0128]
根据微扰近似理论，在求解该方程的时候，可以将位移假设为基频项u
(0)
和双倍频二阶微扰项u
(1)
的代数和。
[0129]
u(x,t)＝u
(0)
βu
(1)
ꢀꢀ
(2)
[0130]
其中u
(0)
和u
(1)
分别表示由于线性和非线性引起的位移，且u
(0)
远大于βu
(1)
，将其带入式中可以得到：
[0131][0132]
将上式展开后，进行整理并省略掉β的高次项得到：
[0133][0134]
此方程可以拆分为一个齐次线性方程和一个非齐次线性方程，其中不包含β的一部分为线弹性波动方程：
[0135][0136]
含有非线性系数β的部分表示为：
[0137][0138]
对方程进行求解，如果不考虑声波衰减和初始相位差，可假设u
(0)
的解析解为单个频率的余弦声波：
[0139]u(0)
(x,t)＝a1cos(ωτ)
ꢀꢀ
(7)
[0140]
其中a1为激励的基频波幅值，τ＝t-x/c，ω为角频率；k为波矢；满足|k|＝ω/c，代入非齐次线性方程中可得：
[0141][0142]
将u
(1)
假设为
[0143]u(1)
＝xh(τ)
ꢀꢀ
(9)
[0144]
其中h(τ)表示待定的未知函数，利用变动参数法解得：
[0145]
[0146]
所以非线性超声波动方程的解析解近似表示为：
[0147][0148]
上式表明，一列单频率的超声波在非线性介质中传播时，波形会发生畸变，除了自身的基频波以外，还会产生二次谐波，此时基频幅值a1和二次谐波幅值a2之间的关系可以表示为：
[0149][0150]
由此可以计算材料的二阶非线性系数：
[0151][0152]
当选定超声换能器之后，即检测信号的频率ω和波数k确定，在传播距离x一定的条件下，可以采用二阶相对非线性系数β表征材料的非线性响应：
[0153][0154]
在对被测试样和被测零件的检测过程中，均可利用上述公式(14)，根据基波幅值和二次谐波幅值得到相对非线性系数。
[0155]
本技术实施例中，可通过多项式拟合分别得到相对非线性系数与被测试样的微裂纹长度和宽度之间的函数关系，以此建立被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。具体做法为：以微裂纹的长度和宽度分别为横坐标，计算得到的相对非线性系数为纵坐标绘制散点图，采用二阶多项式进行函数拟合，从而得到两者之间的函数关系，在一定程度上实现对微裂纹尺寸的定量表征。
[0156]
β'＝a0l2 a1l a2ꢀꢀ
(15)
[0157]
β'＝b0w2 b1w b2ꢀꢀ
(16)
[0158]
式中β'为二阶相对非线性系数，l和w分别为微裂纹的长度和宽度。
[0159]
在一种实施方式中，上述方法还包括：
[0160]
在所述建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系的过程中，确定检测参数，所述检测参数包括激发频率、脉冲周期数、输出电压级别、增益级别和门控宽度中的至少一种；
[0161]
基于所述检测参数，对所述被测零件进行裂纹检测。
[0162]
在一个示例中，可利用6061铝合金平板试样，通过改变高功率超声脉冲收发仪的激励电压、接收增益、脉冲周期数、门控宽度等参数，在控制变量的情况下，研究针对同一条表面微裂纹，相对非线性系数和以上影响因素之间的关系，从而确定检测效果最优的实验参数，使得在电压值发生改变的情况下，β'的值不发生改变，从而得到稳定的检测效果。
[0163]
上述示例中“确定检测效果最优的参数”具体做法可包括：利用已刻制微裂纹的6061铝合金平板试样，通过改变高功率超声脉冲收发仪的等参数，在控制变量的情况下，将电压水平从10增加到100，步长为10，增益从22增加到40，步长为2，脉冲周期数从5增加到30，步长为5，门控宽度设置为激励脉冲周期数的前后五个脉冲宽度，例如采用25个周期的2.5mhz信号进行激发，门控宽度设置为8-12μs，步长为0.4μs。通过采集不同参数下的波形
并计算对应的相对非线性系数，从而确定最优的检测参数组合用于后续的检测。
[0164]
在一个示例中，通过实验确定在进行微裂纹的非线性超声检测实验中，最优参数为25个脉冲周期，电压水平60-80，增益24-28，信号选择器截取时脉冲宽度为12μs(对应30个脉冲周期)，在之后的检测实验中以这组参数作为软件界面所设置的参数，如表1所示。
[0165]
表1检测参数表
[0166][0167]
在对被测试样的检测过程中，确定最优的检测参数。在对被测零件检测的过程中，使用上述确定的最优的检测参数，可得到较好的检测效果。再参见图4，在图4所示的“设置参数”这一步骤中，将最优的检测参数作为系统设置。
[0168]
在一种实施方式中，上述方法还包括：
[0169]
将所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器内嵌于楔块的上表面，所述楔块的下表面与所述被测零件的外表面贴合。
[0170]
图5为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的非线性超声检测系统中轴类被测试样检测示意图。图5中各标号所示的设备表示如下：标号1表示被测试样，图中所示的被测试样为轴类被测试样；标号2表示第一超声波换能器，用于接收超声波信号；标号3表示轴向有机玻璃楔块；标号4表示周向有机玻璃楔块；标号5表示第二超声波换能器，用于激励并发射超声波信号。
[0171]
参见图5的示例，可采用有机玻璃材料制作楔块。可根据轴类被测试样的直径分别设计适用于轴向和周向微裂纹检测的弧面有机玻璃楔块。为了能使所设计的有机玻璃楔块和被测试样表面实现较好的耦合，楔块底面需要设计成弧面结构，圆弧对应的直径即为轴的直径。图5中，轴向有机玻璃楔块3用于检测周向裂纹；周向有机玻璃楔块4用于检测轴向裂纹。超声波信号从第二超声波换能器5发射并在被测零件1外表面传播，被第一超声波换能器2接收。如果被测试样的外表面存在轴向裂纹或周向裂纹，则超声波在外表面传播时会垂直穿过裂纹，裂纹的尺寸与被测试样的相对非线性系数相关，而相对非线性系数可以根据超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值得到。因此，通过对超声波信号进行处理，得到超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值，再根据基波幅值和二次谐波幅值得到相对非线性系数，最后根据相对非线性系数可得到被测试样外表面的裂纹尺寸。
[0172]
在对被测零件的检测过程中，可采用与图5同样的方式，采用有机玻璃材料作为楔块，利用轴向有机玻璃楔块3检测周向裂纹，利用周向有机玻璃楔块4检测轴向裂纹。
[0173]
在一种实施方式中，所述被测零件包括轴类零件，所述方法还包括：
[0174]
在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为轴向的情况下，所述第一超声波换能器的
轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；
[0175]
在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为周向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；
[0176]
其中，所述第一临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射纵波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述第二临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射横波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述交界面为所述楔块与所述被测零件的交界面。
[0177]
本发明实施例中，以加工出的材料为45crnimova合金钢，直径为40mm的轴类被测试样为例，对该轴类被测试样进行裂纹检测。
[0178]
在一个示例中，设计轴向和周向两种不同角度的有机玻璃楔块具体做法如下：
[0179]
当超声波以不同的传播速度通过两种介质时，在界面处会发生发射、折射和波形转换，如图6所示。临界角是使得折射波等于90
°
时的入射角，临界角也称为临界折射角。在超声波传播理论中，当纵波以第一临界折射角入射时，纵波折射角β
l
＝90
°
；而当纵波以第二临界折射角入射时，横波折射角βs＝90
°
，根据斯涅尔(snell)定律，满足：
[0180][0181]
则第一临界折射角α
l1
＝arcsin c
l1
/c
l2
，第二临界折射角α
l2
＝arcsin c
l1
/c
s2
。其中c
l1
、c
l2
和c
s2
分别为第一介质的纵波波速、第二介质的纵波波速和第二介质的横波波速。当纵波入射角大于第一临界折射角，小于第二临界折射角时，第二介质中折射纵波消失，仅存在折射横波。当纵波入射角大于第二临界折射角时，折射横波也消失，介质中产生表面波。查得6061铝合金和合金钢的材料参数，代入公式可以计算得到材料的第一临界折射角和第二临界折射角，从而设计可以激发所需波形的有机玻璃楔块。
[0182]
其中，轴向裂纹采用临界折射纵波(critically refracted longitudinal wave，lcr波)进行检测。在这种情况下存在折射横波，折射纵波是表面波。周向裂纹采用超声表面波进行检测。在这种情况下，折射横波沿表面传播，折射纵波消失。
[0183]
图7a和图7b为本技术实施例提供的裂纹检测方法的一实施例的楔块角度示意图。6061铝合金和45crnimova合金钢的材料参数如表2所示。参见图7a、图7b和表2，代入公式可以计算得到45crnimova合金钢的第一临界折射角为26.2
°
，设计的激发临界折射纵波的有机玻璃楔块角度为27
°
，即使得超声波在交界面的入射角为27
°
。以上两者材料对应的第二临界折射角分别为57.3
°
和53.2
°
，针对两种材料设计的激发表面波的有机玻璃楔块角度分别为65
°
和60
°
。其中，6061铝合金的第二临界折射角为57.3
°
，则使得超声波在交界面的入射角为65
°
，65
°
大于第二临界折射角57.3
°
。45crnimova合金钢的第二临界折射角为53.2
°
，则使得超声波在交界面的入射角为60
°
，60
°
大于第二临界折射角53.2
°
。
[0184]
本技术实施例中，使得超声波入射角比临界折射角大于1
°
左右，或者大于1
°
以上，可使得波形幅值大，特征明显，最终获得较好的检测效果。
[0185]
表2 6061铝合金和合金钢的材料参数
[0186][0187]
图7a和图7b分别为检测周向微裂纹和轴向微裂纹的有机玻璃楔块。图中的“r20”表示半径为20毫米。参照图7a与图5中用于检测周向裂纹的轴向有机玻璃楔块3，图7a中的左图为轴类零件的圆柱的轴和两个超声波换能器的轴线所在平面的截面图，图7a中的右图为垂直于轴类零件的圆柱的轴的平面的截面图。图7a所示的超声波在交界面的入射角为60
°
。参照图7b与图5中用于检测轴向裂纹的周向有机玻璃楔块4，图7b中的左图为垂直于轴类零件的圆柱的轴的平面的截面图，图7b中的右图为轴类零件的圆柱的母线所在平面的截面图。
[0188]
上述示例中，用于检测轴向裂纹的有机波形楔块需要对入射角进行修正，保证超声波在传播到楔块底面发生折射时的入射角为第一临界折射角。如图7b所示，入射超声波与法线的夹角是27
°
，经过修正后有机玻璃楔块斜面与水平线的夹角为57
°
。用于检测周向裂纹的有机波形楔块不需要对入射角进行修正。
[0189]
参见图7a，根据扭力轴试样的结构，为保证在检测过程中楔块和试样良好的耦合情况，需要将有机玻璃楔块底部设计为圆弧面，还可以使用耦合剂保证楔块和被测试样之间的耦合。其中，为了检测周向的表面微裂纹采用表面波楔块，而轴向微裂纹采用临界折射纵波楔块。由于能量集中于换能器中心的超声波传播到试样表面时，波形转换界面平行于轴向，因此表面波楔块只需将底部加工为和扭力轴直径相匹配的圆弧面即可。
[0190]
而对于检测轴向裂纹的有机波形楔块，在扭力轴圆周方向的表面激发产生临界折射纵波时，如果入射角度仍按平面入射计算出来的第一临界折射角时，由于表面弧度的存在，导致计算值小于真实值，无法激发出所需波形，产生检测误差，此时需要对楔块角度进行修正，如图8所示。
[0191]
假设扭力轴的半径为r，超声波在试样表面的收发点之间的距离为2l，则修正后的第一临界折射角α'
lcr
可表示为：
[0192][0193]
式中α
lcr
为第一临界折射角的计算值，即利用公式(17)计算得到的值。该计算值为入射波与交界面的法线的夹角。参见图8及图7b，当收发点距离l为10mm时，入射角真实值计算得到为57
°
。该真实值为计算值与角α的和，是入射波与竖直方向的夹角。其中，角α为法线与竖直方向的夹角。
[0194]
在对被测零件的检测过程中，可采用与图7a、图7b和图8同样的方式，利用轴向和周向两种不同角度的楔块分别激发表面波和临界折射纵波，对被测零件进行检测。
[0195]
综上，本技术实施例利用对非线性超声传播理论、声弹性理论，以及应用于轴类表面检测的有机玻璃楔块，提供了一套完整的能够适应于曲面轴类结构微裂纹的检测方法。
通过在轴类零件表面预制轴向和周向不同长度和宽度的微裂纹，利用两种有机玻璃楔块分别对其进行检测，利用计算出的相对非线性系数对不同方向不同尺寸的表面微裂纹进行表征，可以实现对被测轴类零件表面微裂纹的实时监测和定量表征。该定量表征和检测结果为被测零件可靠性评估奠定基础，为设备的可靠性提供了有力的保障。本技术实施例提供的裂纹检测方法具有成本低和适应性好的特点，且方法科学、操作简单、实用性好，具有广阔的推广应用价值。
[0196]
如图9所示，本技术还提供了相应的一种裂纹检测装置的实施例，关于该装置的有益效果或解决的技术问题，可以参见与各装置分别对应的方法中的描述，或者参见发明内容中的描述，此处不再一一赘述。
[0197]
在该裂纹检测装置的实施例中，该装置包括：
[0198]
接收单元100，用于：利用第一超声波换能器接收超声波信号，所述超声波信号是从第二超声波换能器发射并在被测零件外表面传播的超声波信号；
[0199]
第一处理单元200，用于：对所述超声波信号进行处理，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值；
[0200]
第二处理单元300，用于：根据所述基波幅值和所述二次谐波幅值，得到所述被测零件的相对非线性系数；
[0201]
第三处理单元400，用于：根据所述被测零件的相对非线性系数，以及所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，得到所述被测零件外表面的裂纹尺寸。
[0202]
如图10所示，在一种实施方式中，上述装置还包括拟合单元500，所述拟合单元500用于：
[0203]
将外表面预先刻制有预设尺寸裂纹的被测试样作为所述被测零件，执行所述接收步骤、所述第一处理步骤和所述第二处理步骤，得到所述被测试样的相对非线性系数；
[0204]
建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系；
[0205]
在所述被测零件的材料与所述被测试样的材料相同的情况下，将所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系，作为所述被测零件的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系。
[0206]
在一种实施方式中，所述第一处理单元200用于：
[0207]
利用所述第一超声波换能器将所述超声波信号转化成第一电信号；
[0208]
利用信号选择器对所述第一电信号的时域波形进行截取，得到预设脉冲宽度的第二电信号；
[0209]
对所述第二电信号按照预设扫描模式进行处理，得到频域波形；
[0210]
根据所述频域波形，得到所述超声波信号的基波幅值和二次谐波幅值。
[0211]
在一种实施方式中，所述第二处理单元300用于：
[0212]
基于一维非线性超声波动方程，利用微扰近似理论得到超声响应解析解；
[0213]
根据所述超声响应解析解，建立所述二次谐波幅值、所述基波幅值和所述相对非线性系数之间的关系表达式；
[0214]
根据所述基波幅值、所述二次谐波幅值和所述关系表达式，得到所述被测零件的相对非线性系数。
[0215]
在一种实施方式中，所述拟合单元500还用于：
[0216]
在所述建立所述被测试样的相对非线性系数与外表面裂纹尺寸的拟合关系的过程中，确定检测参数，所述检测参数包括激发频率、脉冲周期数、输出电压级别、增益级别和门控宽度中的至少一种；
[0217]
基于所述检测参数，对所述被测零件进行裂纹检测。
[0218]
在一种实施方式中，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器内嵌于楔块的上表面，所述楔块的下表面与所述被测零件的外表面贴合。
[0219]
在一种实施方式中，所述被测零件包括轴类零件，上述装置还包括：
[0220]
在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为轴向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第一临界折射角且小于等于第二临界折射角；
[0221]
在所述轴类零件的外表面裂纹的方向为周向的情况下，所述第一超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；所述第二超声波换能器的轴线与所述外表面的切平面的法线所成的夹角大于等于第二临界折射角；
[0222]
其中，所述第一临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射纵波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述第二临界折射角为使所述第二超声波换能器发射的超声波信号在交界面产生的折射横波的折射角的角度等于90
°
的入射角，所述交界面为所述楔块与所述被测零件的交界面。
[0223]
图11是本技术实施例提供的一种计算设备900的结构性示意性图。该计算设备900包括：处理器910、存储器920、通信接口930。
[0224]
应理解，图11中所示的计算设备900中的通信接口930可以用于与其他设备之间进行通信。
[0225]
其中，该处理器910可以与存储器920连接。该存储器920可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器920可以是处理器910内部的存储单元，也可以是与处理器910独立的外部存储单元，还可以是包括处理器910内部的存储单元和与处理器910独立的外部存储单元的部件。
[0226]
可选的，计算设备900还可以包括总线。其中，存储器920、通信接口930可以通过总线与处理器910连接。总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
[0227]
应理解，在本技术实施例中，该处理器910可以采用中央处理单元(central processing unit，cpu)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门矩阵(field programmable gate array，fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器910采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本技术实施例所提供的技术方案。
[0228]
该存储器920可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器910提供指令和
数据。处理器910的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器910还可以存储设备类型的信息。
[0229]
在计算设备900运行时，所述处理器910执行所述存储器920中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。
[0230]
应理解，根据本技术实施例的计算设备900可以对应于执行根据本技术各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备900中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
[0231]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0232]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0233]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0234]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0235]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0236]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0237]
本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。
[0238]
本技术实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或
者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0239]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0240]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0241]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0242]
注意，上述仅为本技术的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。