1.一种加固钢轨焊缝的全断面检测方法,其特征在于,在第一钢轨和第二钢轨的轨头踏面和轨底底面分别设置多个第一相控阵探头,且每个第一相控阵探头均设在楔块上,楔块与轨头踏面或轨底底面贴合设置;在焊缝的正上方设置第二相控阵探头,所述焊缝为所述第一钢轨和所述第二钢轨的焊接接头;所述检测方法包括:基于钢轨的材质、钢轨横断面的尺寸,以及预设聚焦深度位置处的声压强度,确定换能器的最优参数;其中,所述第一相控阵探头对应的换能器的参数和所述第二相控阵探头对应的换能器的参数相同;基于超声纵波在楔块和钢轨中的传播速度,超声横波在钢轨中的传播速度,以及斯涅耳定律,确定所述第一相控阵探头的最优扫查角度范围;控制所述第一相控阵探头在所述最优扫查角度范围内进行扇形扫查成像、并控制所述第二相控阵探头进行零度线扫描成像,以对所述焊缝的全断面进行检测;其中,所述控制所述第一相控阵探头在所述最优扫查角度范围内进行扇形扫查成像、并控制所述第二相控阵探头进行零度线扫描成像,以对所述焊缝的全断面进行检测,包括:控制所有换能器发射激励信号;其中,所有换能器包括所述第一相控阵探头对应的换能器和所述第二相控阵探头对应的换能器;基于所述换能器发射的激励信号对应的直接波场和伴随波场,构建拓扑梯度函数;其中,所述拓扑梯度函数的分子为对所述直接波场和伴随波场的乘积求积分的绝对值,其分母为对所述直接波场的模的平方求积分;基于所述拓扑梯度函数,确定激励信号对应的成像函数;其中,所述成像函数是对所述拓扑梯度函数进行归一化处理得到的;基于所述成像函数对所有的相控阵扇扫图进行信号处理,得到优化后的相控阵扇扫图;基于所述优化后的相控阵扇扫图,对所述焊缝的全断面进行检测。
2.根据权利要求1所述的加固钢轨焊缝的全断面检测方法,其特征在于,所述基于钢轨的材质、钢轨横断面的尺寸,以及预设聚焦深度位置处的声压强度,确定换能器的最优参数,包括:选取换能器的多个不同的参数;其中,所述参数包括换能器中心频率、阵元中心距、阵元宽度以及阵元数量;基于单一变量分析法、根据钢轨的材质和钢轨横断面的尺寸,对预设聚焦深度位置处的声压强度进行分析,将所述预设聚焦深度位置处声压强度最大对应的换能器中心频率、阵元中心距、阵元宽度以及阵元数量确定为所述换能器的最优参数。
3.根据权利要求1所述的加固钢轨焊缝的全断面检测方法,其特征在于,所述基于超声纵波在楔块和钢轨中的传播速度,超声横波在钢轨中的传播速度,以及斯涅耳定律,确定所述第一相控阵探头的最优扫查角度范围,包括:基于超声纵波在楔块和钢轨中的传播速度,超声横波在钢轨中的传播速度,以及斯涅耳定律中折射波的关系,确定在进行横波检测时,超声波的入射角的临界角,以及折射横波在钢轨内的扫查角度范围;计算超声横波在钢轨内的折射横波的偏转角度;基于所述折射横波在钢轨内的扫查角度范围和所述折射横波的偏转角度,确定所述第一相控阵探头的最优扫查角度范围。
4.根据权利要求1所述的加固钢轨焊缝的全断面检测方法,其特征在于,所述第一相控阵探头为相控阵横波探头,所述第二相控阵探头为相控阵纵波探头;所述第一钢轨的轨头踏面设置的所有第一相控阵探头与所述第二钢轨的轨头踏面设置的所有第一相控阵探头相对于所述焊缝对称设置;所述第一钢轨的轨底底面设置的所有第一相控阵探头与所述第二钢轨的轨底底面设置的所有第一相控阵探头相对于所述焊缝对称设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的加固钢轨焊缝的全断面检测方法,其特征在于,所述第一相控阵探头距离所述焊缝中心的距离为50~180mm;所述楔块的材质为有机玻璃,所述第一相控阵探头的最优扫查角度范围为40°~70°。
6.一种加固钢轨焊缝的全断面检测装置,其特征在于,在第一钢轨和第二钢轨的轨头踏面和轨底底面分别设置多个第一相控阵探头,且每个第一相控阵探头均设在楔块上,楔块与轨头踏面或轨底底面贴合设置;在焊缝的正上方设置第二相控阵探头,所述焊缝为所述第一钢轨和所述第二钢轨的焊接接头;所述检测装置包括:参数确定模块,用于基于钢轨的材质、钢轨横断面的尺寸,以及预设聚焦深度位置处的声压强度,确定换能器的最优参数;其中,所述最优参数包括换能器中心频率、阵元中心距、阵元宽度以及阵元数量,所述第一相控阵探头对应的换能器的参数和所述第二相控阵探头对应的换能器的参数相同;范围确定模块,用于基于超声纵波在楔块和钢轨中的传播速度,超声横波在钢轨中的传播速度,以及斯涅耳定律,确定所述第一相控阵探头的最优扫查角度范围;检测模块,用于控制所述第一相控阵探头在所述最优扫查角度范围内进行扇形扫查成像、并控制所述第二相控阵探头进行零度线扫描成像,以对所述焊缝的全断面进行检测;其中,检测模块,具体用于控制所有换能器发射激励信号;其中,所有换能器包括所述第一相控阵探头对应的换能器和所述第二相控阵探头对应的换能器;基于所述换能器发射的激励信号对应的直接波场和伴随波场,构建拓扑梯度函数;其中,所述拓扑梯度函数的分子为对所述直接波场和伴随波场的乘积求积分的绝对值,其分母为对所述直接波场的模的平方求积分;基于所述拓扑梯度函数,确定激励信号对应的成像函数;其中,所述成像函数是对所述拓扑梯度函数进行归一化处理得到的;基于所述成像函数对所有的相控阵扇扫图进行信号处理,得到优化后的相控阵扇扫图;基于所述优化后的相控阵扇扫图,对所述焊缝的全断面进行检测。
7.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。